主厂房结构体系.pptx

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主厂房结构体系专题报告结构室,国电青山热电有限公司“上大压小”一期（2x300MW级）热电联产项目,1工程概述,本期工程经多次优化设计后，确定的方案为侧煤仓方案，汽机房跨度为25米，取消除氧间，汽机房与锅炉之间设置炉前8.8m宽的炉前通道，除氧器搁置于炉前通道22.0m层平台上。

汽机房屋面网架下弦最低标高29.30米，吊车轨顶标高25.22米，选用75/20吨吊车。

汽机房屋面采用钢网架，上铺复合压型钢板。

本地区抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速度为0.05g，基本风压0.35kN/m2。

排架结构框排架结构,2主厂房结构体系,2主厂房结构体系,排架结构排架结构由屋架（网架或屋面梁）、柱和基础组成。

柱头与屋架（网架或屋面梁）铰接，柱下部与基础刚接。

根据工艺与使用要求，排架可做成单跨和多跨。

排架结构传力明确，构造简单，有利于实现设计标准化，施工机械化，提高建筑工业化水平。

2主厂房结构体系,框排架结构框排架结构是由排架结构和框架结构联合形成的结构型式。

由于框架结构横向刚度较大，排架结构横向刚度较小，因此，框排架结构体系的质量、刚度分布不均匀,其在地震作用下扭转效应显著。

2主厂房结构体系,框排架结构许多文献对框排架结构在火力电厂中的应用作了很详细的阐述：

在低抗震烈度区框排架结构作为横向受力体系是完全可行的。

大量正在运行的火力电厂也证明了该观点。

在高抗震烈度区，为保证结构的安全，在纵向采用钢筋混凝土剪力墙或者采用支撑，横向采用框排架,形成了横向框排架、纵向框剪和框架支撑的框排架结构。

2主厂房结构体系目前国内已建成的300MW、600MW发电厂中汽机房柱与除氧煤仓间柱一般采用框排架的结构形式形成横向受力体系。

汽机房柱与除氧间组成单跨框排架，如图2.1；汽机房柱与除氧煤仓间柱组成单跨排架两跨框架的框排架结构型式，如图2.2。

图2.1单跨框排架图2.2单跨排架双跨框架,3排架结构与框排架结构体系的比较分析,主厂房的布置为使国电青山项目总的经济指标达到最优，取消除氧间，设置8.8m宽的炉前通道（即B排至锅炉钢架轴线的距离），在6.3m、12.6m和22.0m层设置炉前平台，楼层采用钢梁加现浇混凝土板，除氧器搁置与炉前平台22.0m层。

在以上的主厂房布置下，主厂房的结构体系可采用排架结构和框排架结构体系，下面对这两种结构体系进行分析、比较，从而得出适合本工程的结构体系。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,排架结构,3排架结构与框排架结构体系的比较分析排架结构上的荷载作用在排架结构上的荷载主要有汽机房各层平台荷载、吊车荷载、屋面荷载和炉前平台中间层、运转层和除氧器层的荷载，另外还有考虑风荷载的作用，这些荷载分别通过牛腿传至柱上。

在除氧器区段，除氧器层、运转层及中间层的竖向荷载通过钢梁传至汽机房B排柱与锅炉钢梁上。

为克服除氧器层、运转层和中间层的横向水平荷载，在汽机房B排柱侧面设置横向滚动支座，在锅炉钢柱上设置铰接支座，因此横向水平力由锅炉钢架来承受。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析排架结构的两种方案,方案一-纯排架结构方案二-带小内框架的排架结构,方案一-纯排架结构,31.500/,24.000三乙,12.600,s:

z_,6.300,|,19000,6000I,8800,B）（BE方案二带小内框架的排架结构,3排架结构与框排架结构体系的比较分析排架结构位移限值条件,排架结构在满足强度的前提下，一般由吊车梁顶标高处的水平位移作为控制条件。

钢筋混凝土结构计算手册中明确规定，设有中、轻工作制吊车的厂房，按平面排架结构计算时，吊车梁顶面处横向水平位移限值为：

kHk/1100,方案一、方案二两种排架结构的计算结果及工程量统计,3排架结构与框排架结构体系的比较分析,计算结果分析方案一-纯排架结构：

其荷载均通过柱侧牛腿传至柱上，荷载存在较大偏心。

其A轴吊车梁顶位移为23.6mm大于限值22.7mm，但（23.6-22.7）/22.7=0.040.05,满足要求。

其所需的A、B轴柱截面为8002500mm，单榀框架的混凝土量为128m3,由于柱截面大，配筋较多，不经济，同时大柱截面影响工艺布置，不能满足工艺的要求。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,计算结果分析方案二-带小内框的排架结构架：

除B轴汽机房运转层和中间层外，其余荷载均通过柱侧牛腿传至柱上，减小了一部分荷载偏心。

其A轴吊车梁顶位移为23.48mm大于限值22.7mm，但（23.48-22.7）/22.7=0.0350.05,满足要求。

其所需的A、B轴柱截面为8002400mm，单榀框架的混凝土量为137m3,同样不经济。

说明在纯排架结构内一侧增加小框架对排架结构影响不大。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,框排架结构由于排架结构柱截面太大，影响工艺布置。

为此，可以作了一下改进，在汽机房B排柱外侧增加一排炉前平台柱，形成框排架结构。

根据炉前平台柱与B排柱之间的距离，采用以下方案三和方案四的框排架结构，现分述如下：

方案三-小跨度的框排架结构,方案四-常规的框排架结构,3排架结构与框排架结构型式的比较分析,方案三：

小跨度的框排架结构由于除氧器层荷载较大，而且有较大荷载偏心，为使偏心荷载转化为轴心荷载，和工艺专业配合后，在B排柱右侧2100mm处增加一排800800炉前平台柱（每台机四个），B排柱与炉前平台柱之间设置拉梁，形成小跨度的框排架，以增强整体刚度。

这种结构体系也与锅炉钢架共同承受炉前平台的竖向荷载，水平力由锅炉钢架承受。

楼层采用钢梁加现浇混凝土楼板。

3排架结构与框排架结构型式的比较分析,方案四：

常规的框排架结构这种方案的框排架结构的炉前平台与锅炉钢架脱开，自成受力体系，平台柱与锅炉钢架轴线间距为1.0m，炉前平台的跨度为8.0m，即B排柱至锅炉钢架轴线为9.0m。

汽机房内靠近B轴线处设置汽机平台柱，炉前平台设置6.3m、12.6m和22.0m层，各楼层采用现浇的钢筋混凝土结构。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,框排架结构位移限值条件吊车梁顶面处横向水平位移限值为：

kHk/1100其中Hk为基础顶面至吊车梁顶面处的高度框架顶点的位移限值为：

kH/550其中H为顶层楼层高度,方案三-小跨度框排架结构的计算结果及工程量统计,方案四-常规的框排架结构计算结果及工程量统计,3排架结构与框排架结构体系的比较分析,计算结果分析方案三-小跨度的框排架结构:

除氧器层的大荷载直接传至炉前平台的柱上，消除了除氧器大荷载的偏心。

A轴吊车梁顶位移为22.14mm小于限值22.7mm，满足要求。

3.A柱截面为8001800mm，B柱截面为8001600mm，B柱右侧小柱截面为800800mm。

单榀框架的混凝土量为118m3。

相比前两种排架结构型式的混凝土量减少约8%，钢筋用量减小约15%。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,计算结果分析方案四-常规的框排架结构:

吊车梁顶面位移能满足要求；框架顶面的位移也能满足要求；A、B轴柱截面与模型三的柱截面相差不大，因此采用两种框排架结构的混凝土量比较接近；钢筋用量较模型三的钢筋用量大18%，这是由于该模型的柱截面较模型三平台柱截面大的原因。

方案四采用混凝土楼层，方案三采用钢梁加现浇钢筋混凝土楼层。

经初步核算，会增加混凝土量约380m3，减少炉前平台钢材约520t。

因此，采用方案四会有效地减少工程造价。

3排架结构与框排架结构体系的比较分析,四种方案的技术经济比较以上四种方案的技术经济比较见下表：

从以上的比较可以看出，方案四相比其它的三个方案，混凝土量增加了380446m3。

但由于方案四采用现浇钢筋混凝土楼面，不需要采用钢楼面，相对方案一、二减少炉前平台钢梁520t，节约造价为5201+42500.12-46960.12=467万元，约为460万元；相对方案三，减少炉前平台钢材量480t，节约造价为4801+43160.12-46960.12=434万元，约为430万元。

因此方案四总的经济效果更好。

四种方案的技术经济比较,注：

1.上表中主厂房上部结构的混凝土包括汽机房A、B排柱、汽机平台梁柱、炉前平台梁柱，其混凝土标号为C50。

2.计算单价：

混凝土1200元/m3，钢材1万元/t。

4结论,鉴于以上的计算分析，结合本工程的实际情况，在取消除氧间的情况下，低抗震烈度区主厂房的结构型式采用框排架优于排架结构。

从结构受力、抗震及经济性考虑，采用常规的框排架结构优于小跨度的框排架结构。

致谢,希望各位专家多多批评、指正！

谢谢大家！

2009年8月11日,