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摘 要：本文首先分析了脱硝钢支架在设计上的结构布置特点和荷载分类，接着阐述了对脱硝钢支架结构的优化设计指标，进而研究了脱硝钢支架结构的稳定性和安全性设计，旨在说明脱硝钢支架结构在脱硝改造项目中的重要地位，对经济指标的发展有着重要影响。
关键词：脱硝钢支架结构；优化设计；安全评价
一、脱硝钢支架结构的结构布置特点和荷载分类
在我国目前的脱硝改造项目中，采用催化还原法进行脱硝处理，因此常常将脱硝反应器布置在锅炉炉后部位。在对脱硝钢支架结构的结构布置上，采用以下两种方式：一是将钢架的支承位置布置在混凝土框架的顶层；二是运用独立的钢支架进行支撑。其中，对于布置在混凝土框架顶层的钢架，在设计时需对原结构和地基基础的受力进行分析，必要时要进行加固处理。
在目前的脱硝工艺中，由于钢架布置的不规则和复杂多变性，在结构设置上要考虑运用水平的支撑机构，以保证整体的刚度。在结构布置中，常采用框架结构进行布置，当然也可以根据具体的施工工艺的不同采取不同的支撑结构。具体的钢支架结构见图1-1和图1-2。
在脫硝钢支架的荷载分类上，按照规范分成永久荷载、可变荷载和偶然性荷载三类。其中，永久荷载主要由结构的自重组成，包括平台、钢结构以及各种反应器的重量。可变荷载主要包括以下几方面：一是烟道和反应器中的积灰重量；二是比如平台传送用的吊车等活荷载重量；三是由于风力影响产生的风荷载；四是各接触面之间的摩擦力。而所谓的偶然性荷载，主要考虑的是出现事故时反应器和烟道产生爆发性的内部压力从而造成破坏的作用力。
二、脱硝钢支架结构优化设计
（一）结构楼板设计优化
在对脱硝钢支架的结构优化设计上，首先分析楼板优化的设计内容。在对楼板的分析中，主要分为对刚性楼板、弹性楼板的分析。一般而言，在对楼层的设计中，需要综合考虑刚性楼板和弹性楼板的适用情况，从而提出优化措施。比如在在现浇混凝土楼板和组合楼板的设计中，一般采用刚度楼板的设定；在花纹钢板或压型钢板的设计中，则由于钢板下的肋条等作用，不能准确考虑其刚度，对这种情况要考虑钢支架节点的变形，通过合理采用钢梁顶铺设花纹钢板，钢梁下设置水平支撑体系来实现。
（二）结构抗震设计优化
在对脱硝钢支架的结构优化设计上，还需考虑对建筑物抗震的控制设计。在对抗震的设计中，要参考《建筑抗震设计规范》和相关的技术规程，按照具体的要求，对楼层的最小地震剪力、层刚度、最大位移等方面进行计算。
对结构进行地震反应分析时，如果采取振型分解反应法进行分析，则在计算振型数的时候应选取直接影响计算的效率和计算精度。在对结构进行抗震安全性计算时，要考虑足够的结构计算振型数，对于高振型的影响要重点考虑。
在对抗震结构的设计上，当脱硝钢支架结构落在混凝土框架顶部时，应该确保钢支架刚度与下部混凝土结构的刚度基本一致。当钢支架刚度小于混凝土结构刚度时，对原混凝土结构的加固应该考虑放大上部结构地震作用力。
三、脱硝钢支架结构的安全性评价
（一）结构的整体稳定性分析
对脱硝钢支架结构的安全性能评价，主要体现在其稳定性上。根据《高层民用建筑钢结构技术规程》的规定，当结构各楼层柱子长细比和平均轴压比经过一阶线型弹性计算所取得的楼层间相对侧移值满足第5.2.10条的规定时，可以不用验算结构的稳定性。对于不符合规定的钢结构，则要按照下列要求进行稳定性的验算：
1.对于有支撑的结构，在柱的长度系数计算中，当层间最大位移值小于等于1/1000时，按照有效长度法进行稳定性验算。
2.对于无支撑结构或层间最大位移值大于1/1000的有支撑结构，应该按照二阶效应的方法进行结构稳定性的验算。
（二）结构“侧移”的判定
根据《钢结构设计规范》的规定，对于纯框架型的钢结构，要按照侧移框架进行计算，并且确定柱的长度系数；对于有支撑的框架，首先要判别是“强支撑”还是“弱支撑”，然后再进行“侧移”的判定。
在对结构“侧移”的判定上，可通过下列方式进行：
1.对于有支撑的钢支架结构，当层间最大位移值小于或等于1/1000时，可以认定结构为无侧移结构，此时可以按照无侧移结构的特点进行柱的长度系数计算。
2.对于有支撑的钢支架结构，当层间最大位移值大于1/1000且小于1/300时，对柱的长度系数可以按照1.0的设计。
3.对于纯框架结构或者有支撑的结构，当层间位移角大于1/250时，在柱的长度系数计算上要按照有侧移结构进行计算。
因此，在对于脱硝钢支架的安全性评价上，要结合对结构的整体稳定性进行分析，根据相关规定进行计算，以确保结构的整体安全性能。
四、总结
综上所述，在对脱硝工艺的改造中，脱硝钢支架结构是主要的改造结构，因此对其安全性能和设计优化上的研究具有重要的意义。在对脱硝钢支架的结构优化设计上，要充分考虑抗震方面的需求，而对于其安全性能的评价上，要保证结构的整体稳定性。只有在设计和安全上都全面考量，才能保证结构的安全使用，才能促进脱硝工艺的发展。
（作者单位：四川苏源环保工程有限公司江苏分公司）
关键词：脱硝钢支架结构；优化设计；安全评价
一、脱硝钢支架结构的结构布置特点和荷载分类
在我国目前的脱硝改造项目中，采用催化还原法进行脱硝处理，因此常常将脱硝反应器布置在锅炉炉后部位。在对脱硝钢支架结构的结构布置上，采用以下两种方式：一是将钢架的支承位置布置在混凝土框架的顶层；二是运用独立的钢支架进行支撑。其中，对于布置在混凝土框架顶层的钢架，在设计时需对原结构和地基基础的受力进行分析，必要时要进行加固处理。
在目前的脱硝工艺中，由于钢架布置的不规则和复杂多变性，在结构设置上要考虑运用水平的支撑机构，以保证整体的刚度。在结构布置中，常采用框架结构进行布置，当然也可以根据具体的施工工艺的不同采取不同的支撑结构。具体的钢支架结构见图1-1和图1-2。
在脫硝钢支架的荷载分类上，按照规范分成永久荷载、可变荷载和偶然性荷载三类。其中，永久荷载主要由结构的自重组成，包括平台、钢结构以及各种反应器的重量。可变荷载主要包括以下几方面：一是烟道和反应器中的积灰重量；二是比如平台传送用的吊车等活荷载重量；三是由于风力影响产生的风荷载；四是各接触面之间的摩擦力。而所谓的偶然性荷载，主要考虑的是出现事故时反应器和烟道产生爆发性的内部压力从而造成破坏的作用力。
二、脱硝钢支架结构优化设计
（一）结构楼板设计优化
在对脱硝钢支架的结构优化设计上，首先分析楼板优化的设计内容。在对楼板的分析中，主要分为对刚性楼板、弹性楼板的分析。一般而言，在对楼层的设计中，需要综合考虑刚性楼板和弹性楼板的适用情况，从而提出优化措施。比如在在现浇混凝土楼板和组合楼板的设计中，一般采用刚度楼板的设定；在花纹钢板或压型钢板的设计中，则由于钢板下的肋条等作用，不能准确考虑其刚度，对这种情况要考虑钢支架节点的变形，通过合理采用钢梁顶铺设花纹钢板，钢梁下设置水平支撑体系来实现。
（二）结构抗震设计优化
在对脱硝钢支架的结构优化设计上，还需考虑对建筑物抗震的控制设计。在对抗震的设计中，要参考《建筑抗震设计规范》和相关的技术规程，按照具体的要求，对楼层的最小地震剪力、层刚度、最大位移等方面进行计算。
对结构进行地震反应分析时，如果采取振型分解反应法进行分析，则在计算振型数的时候应选取直接影响计算的效率和计算精度。在对结构进行抗震安全性计算时，要考虑足够的结构计算振型数，对于高振型的影响要重点考虑。
在对抗震结构的设计上，当脱硝钢支架结构落在混凝土框架顶部时，应该确保钢支架刚度与下部混凝土结构的刚度基本一致。当钢支架刚度小于混凝土结构刚度时，对原混凝土结构的加固应该考虑放大上部结构地震作用力。
三、脱硝钢支架结构的安全性评价
（一）结构的整体稳定性分析
对脱硝钢支架结构的安全性能评价，主要体现在其稳定性上。根据《高层民用建筑钢结构技术规程》的规定，当结构各楼层柱子长细比和平均轴压比经过一阶线型弹性计算所取得的楼层间相对侧移值满足第5.2.10条的规定时，可以不用验算结构的稳定性。对于不符合规定的钢结构，则要按照下列要求进行稳定性的验算：
1.对于有支撑的结构，在柱的长度系数计算中，当层间最大位移值小于等于1/1000时，按照有效长度法进行稳定性验算。
2.对于无支撑结构或层间最大位移值大于1/1000的有支撑结构，应该按照二阶效应的方法进行结构稳定性的验算。
（二）结构“侧移”的判定
根据《钢结构设计规范》的规定，对于纯框架型的钢结构，要按照侧移框架进行计算，并且确定柱的长度系数；对于有支撑的框架，首先要判别是“强支撑”还是“弱支撑”，然后再进行“侧移”的判定。
在对结构“侧移”的判定上，可通过下列方式进行：
1.对于有支撑的钢支架结构，当层间最大位移值小于或等于1/1000时，可以认定结构为无侧移结构，此时可以按照无侧移结构的特点进行柱的长度系数计算。
2.对于有支撑的钢支架结构，当层间最大位移值大于1/1000且小于1/300时，对柱的长度系数可以按照1.0的设计。
3.对于纯框架结构或者有支撑的结构，当层间位移角大于1/250时，在柱的长度系数计算上要按照有侧移结构进行计算。
因此，在对于脱硝钢支架的安全性评价上，要结合对结构的整体稳定性进行分析，根据相关规定进行计算，以确保结构的整体安全性能。
四、总结
综上所述，在对脱硝工艺的改造中，脱硝钢支架结构是主要的改造结构，因此对其安全性能和设计优化上的研究具有重要的意义。在对脱硝钢支架的结构优化设计上，要充分考虑抗震方面的需求，而对于其安全性能的评价上，要保证结构的整体稳定性。只有在设计和安全上都全面考量，才能保证结构的安全使用，才能促进脱硝工艺的发展。
（作者单位：四川苏源环保工程有限公司江苏分公司）