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摘要:脱硫综合楼是脱硫项目的主体建筑物。一般为四层框架结构,建筑高度19米左右,内含配电控制楼、脱水工艺楼、制浆粉仓支架、循环泵房、废水处理组合水池等。本文将对脱硫综合楼结构设计要点和措施进行详细分析。
关键词:脱硫综合楼;框架结构;挡土墙;pkpm; 盈建科;
1、前言
脱硫综合楼的平面和空间组合,要做到分区明确,合理紧凑,生产方便,造型协调,整体性好,并与热源厂现有建筑群体相协调。结构设计时需要按照工艺的需求进行,优化整个设计流程。
2、脱硫综合楼结构设计内容
脱硫综合楼的设计内容主要有:低压配电室、石膏库挡土墙、废水处理组合水池、框架结构梁、板、柱以及楼梯、带滤机基础、真空泵基础、旋流站基础,检修吊轨等。
3、脱硫综合楼结构设计常见要点:
3.1布置上的分与合
在布局上要综合考虑多种因素,脱硫综合楼距吸收塔基础和烟囱基础距离通常很近,吸收塔基础和烟囱基础一般使用桩基,同一单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基[1],地基承载力不够的情况下,只要把荷载比较大的如粉仓支架独立出去打桩,其余部分则可以使用天然基础以降低成本。
挡土墙和组合水池与框架放在一起设计时,因为挡土墙和水池会把水平荷载传到框架柱,而框架柱同时承受竖向力和水平力,受力较复杂不易计算,若靠构造措施会把梁、柱截面做加大处理,从而增加成本,通常把挡土墙与框架结构间设50mm缝,中间填聚苯板,如图1所示,则可以简化计算。
首层配电室的电缆沟较深要穿过墙体,一般要将基础连系梁降下去,填充墙也要跟下去,且室内地面以下要求用实心砖砌,增加了砖墙成本,也增加了传给基础的荷载。在地基土层较好的情况下,可将首层的填充墙与框架脱开,局部墙体降下去采用墙下刚性基础。
3.2计算模型中荷载取值
pkpm计算模型一般要考虑建筑抹灰装修荷载,混凝土的容重一般都按27kN/m?。楼板均布活荷载标准值如表1所示:
但要注意的是有些标准层较高如带滤机层有的高达6.5米,这种情况下楼梯要设4跑,相当于两层楼梯,则楼梯间的活荷载应按7.0kN/㎡输入。
吊轨荷载的输入一般会根据跨度不同设置在次梁上,在计算上部结构时一般每根设有吊点的次梁都输入吊轨荷载,这种模型荷载偏保守。在盈建科软件中模型可用移动荷载输入,可处理类似适应悬挂吊车、楼面铲车等类移动 荷载。输入的移动轨迹相交于梁、墙时,软件按影响线生成作用于梁、墙的移动荷载[3]。这种模型较接近实际情况。
3.3构造做法的优化
在配电室和控制室屋面设计时屋面防水要求为Ⅰ级,要求按3%找坡,若屋面跨度比较大采用材料找坡屋脊处找坡层会堆得很高,既浪费了找坡材料,又增大了屋面荷载,可以采用结构找坡解决问题。
一些较高的门上部设雨篷梁与上部框架梁的距离较小,从而使框架柱形成短柱,将雨棚抬高使雨篷梁与框架梁上合在一起则可避免这一情况。
建筑的规则性与否直接影响到建筑物的荷重和刚度的分布,对软土地基上建筑而言,合理而均匀的荷载和刚度分布,有利于满足软土地基的承载力和变形要求。宜采用单元组合设计原则,就是对体型复杂或超长的建筑物,设置沉降缝将其分割为若干独立的单元,增强各单元建筑的刚度和强度,使每个单元具有一定的调整不均匀变形的能力[4]。
4、脱硫综合楼构件结构设计常见要点:
4.1柱设计要点:
1.方柱应采用井字箍,短柱、楼梯间柱箍筋应通长加密。
2.纵向受力钢筋的直径d不宜小于12mm。柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm。
4.2梁设计要点:
1.梁一般采用矩形截面,高宽比控制在2~3.5之间,配筋率≤2.5%。
2.当梁端按简支计算但实际受到部分约束时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋。其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4,且不应少于2根。该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于l0/5,l0为梁的计算跨度[5]。
4.3 板设计要点:
1.工业楼板板厚一般为100mm或120mm厚,宜设计成双向板,双层双向配筋。
2.双向板之底筋,对于一般楼板,其短向筋放于下层,长向筋放于短向筋之上。3.楼面现浇板在外墙转角处及开间≥4.2m的房间四角,均应加设双层放射筋8@100。
4.4 楼梯设计要点:
1.楼梯梯段的计算踏步高度和宽度的一般公式: s=2h+b≈600mm,式中h为踏步高度,b为踏步宽度[5]。
2.楼梯一般按板式楼梯设计,不参与框架结构整体抗震计算,在低端设置滑动支座支撑在梯梁上,梯板上部配筋通长设置。
4.5挡土墙设计要点:
1.挡土墙一般采用悬臂式挡土墻,与框架脱开设计,计算时应注意验算挡土墙的抗滑移及抗倾覆稳定性。
2.挡土墙壁与脚踵板处宜设腋角,壁板墙面墙背水平钢筋之间应设拉结筋。
5 A结束语
脱硫综合楼是脱硫项目的主体建筑物,做好脱硫综合楼的结构设计,需要做好合理的布置,简化的更接近实际情况的计算模型,必要的构造措施,可以避免设计出现问题,确保建筑物的结构安全,降低工程造价。
参考文献
[1]《建筑抗震设计规范》GB 50017-2010. 北京:中国建筑工业出版社, 2018
[2]《建筑结构荷载规范》 GB 50009—2012. 北京:中国建筑工业出版社, 2012
[3]北京盈建科软件股份有限公司《YJK建筑结构设计软件模型及荷载输入用户手册》 北京.2014
[4]朱炳寅、娄宇、杨琦《建筑地基基础设计方法及实例分析》(第二版).北京:中国建筑工业出版社, 2013
[5]中国有色工程有限公司《混凝土结构构造手册》(第五版).北京:中国建筑工业出版社, 2016
关键词:脱硫综合楼;框架结构;挡土墙;pkpm; 盈建科;
1、前言
脱硫综合楼的平面和空间组合,要做到分区明确,合理紧凑,生产方便,造型协调,整体性好,并与热源厂现有建筑群体相协调。结构设计时需要按照工艺的需求进行,优化整个设计流程。
2、脱硫综合楼结构设计内容
脱硫综合楼的设计内容主要有:低压配电室、石膏库挡土墙、废水处理组合水池、框架结构梁、板、柱以及楼梯、带滤机基础、真空泵基础、旋流站基础,检修吊轨等。
3、脱硫综合楼结构设计常见要点:
3.1布置上的分与合
在布局上要综合考虑多种因素,脱硫综合楼距吸收塔基础和烟囱基础距离通常很近,吸收塔基础和烟囱基础一般使用桩基,同一单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基[1],地基承载力不够的情况下,只要把荷载比较大的如粉仓支架独立出去打桩,其余部分则可以使用天然基础以降低成本。
挡土墙和组合水池与框架放在一起设计时,因为挡土墙和水池会把水平荷载传到框架柱,而框架柱同时承受竖向力和水平力,受力较复杂不易计算,若靠构造措施会把梁、柱截面做加大处理,从而增加成本,通常把挡土墙与框架结构间设50mm缝,中间填聚苯板,如图1所示,则可以简化计算。
首层配电室的电缆沟较深要穿过墙体,一般要将基础连系梁降下去,填充墙也要跟下去,且室内地面以下要求用实心砖砌,增加了砖墙成本,也增加了传给基础的荷载。在地基土层较好的情况下,可将首层的填充墙与框架脱开,局部墙体降下去采用墙下刚性基础。
3.2计算模型中荷载取值
pkpm计算模型一般要考虑建筑抹灰装修荷载,混凝土的容重一般都按27kN/m?。楼板均布活荷载标准值如表1所示:
但要注意的是有些标准层较高如带滤机层有的高达6.5米,这种情况下楼梯要设4跑,相当于两层楼梯,则楼梯间的活荷载应按7.0kN/㎡输入。
吊轨荷载的输入一般会根据跨度不同设置在次梁上,在计算上部结构时一般每根设有吊点的次梁都输入吊轨荷载,这种模型荷载偏保守。在盈建科软件中模型可用移动荷载输入,可处理类似适应悬挂吊车、楼面铲车等类移动 荷载。输入的移动轨迹相交于梁、墙时,软件按影响线生成作用于梁、墙的移动荷载[3]。这种模型较接近实际情况。
3.3构造做法的优化
在配电室和控制室屋面设计时屋面防水要求为Ⅰ级,要求按3%找坡,若屋面跨度比较大采用材料找坡屋脊处找坡层会堆得很高,既浪费了找坡材料,又增大了屋面荷载,可以采用结构找坡解决问题。
一些较高的门上部设雨篷梁与上部框架梁的距离较小,从而使框架柱形成短柱,将雨棚抬高使雨篷梁与框架梁上合在一起则可避免这一情况。
建筑的规则性与否直接影响到建筑物的荷重和刚度的分布,对软土地基上建筑而言,合理而均匀的荷载和刚度分布,有利于满足软土地基的承载力和变形要求。宜采用单元组合设计原则,就是对体型复杂或超长的建筑物,设置沉降缝将其分割为若干独立的单元,增强各单元建筑的刚度和强度,使每个单元具有一定的调整不均匀变形的能力[4]。
4、脱硫综合楼构件结构设计常见要点:
4.1柱设计要点:
1.方柱应采用井字箍,短柱、楼梯间柱箍筋应通长加密。
2.纵向受力钢筋的直径d不宜小于12mm。柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm。
4.2梁设计要点:
1.梁一般采用矩形截面,高宽比控制在2~3.5之间,配筋率≤2.5%。
2.当梁端按简支计算但实际受到部分约束时,应在支座区上部设置纵向构造钢筋。其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的1/4,且不应少于2根。该纵向构造钢筋自支座边缘向跨内伸出的长度不应小于l0/5,l0为梁的计算跨度[5]。
4.3 板设计要点:
1.工业楼板板厚一般为100mm或120mm厚,宜设计成双向板,双层双向配筋。
2.双向板之底筋,对于一般楼板,其短向筋放于下层,长向筋放于短向筋之上。3.楼面现浇板在外墙转角处及开间≥4.2m的房间四角,均应加设双层放射筋8@100。
4.4 楼梯设计要点:
1.楼梯梯段的计算踏步高度和宽度的一般公式: s=2h+b≈600mm,式中h为踏步高度,b为踏步宽度[5]。
2.楼梯一般按板式楼梯设计,不参与框架结构整体抗震计算,在低端设置滑动支座支撑在梯梁上,梯板上部配筋通长设置。
4.5挡土墙设计要点:
1.挡土墙一般采用悬臂式挡土墻,与框架脱开设计,计算时应注意验算挡土墙的抗滑移及抗倾覆稳定性。
2.挡土墙壁与脚踵板处宜设腋角,壁板墙面墙背水平钢筋之间应设拉结筋。
5 A结束语
脱硫综合楼是脱硫项目的主体建筑物,做好脱硫综合楼的结构设计,需要做好合理的布置,简化的更接近实际情况的计算模型,必要的构造措施,可以避免设计出现问题,确保建筑物的结构安全,降低工程造价。
参考文献
[1]《建筑抗震设计规范》GB 50017-2010. 北京:中国建筑工业出版社, 2018
[2]《建筑结构荷载规范》 GB 50009—2012. 北京:中国建筑工业出版社, 2012
[3]北京盈建科软件股份有限公司《YJK建筑结构设计软件模型及荷载输入用户手册》 北京.2014
[4]朱炳寅、娄宇、杨琦《建筑地基基础设计方法及实例分析》(第二版).北京:中国建筑工业出版社, 2013
[5]中国有色工程有限公司《混凝土结构构造手册》(第五版).北京:中国建筑工业出版社, 2016