某年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計

        作者:翁海江 趙榮招    
        時間:2013-09-29 14:43:31 [收藏]
        某年產60萬噸PTA項目采用鋼結構支撐其大型設備及管道,該項目設備重量大,且有振動,根據(jù)其工程特點,采用十字型鋼柱,H型鋼梁組成的鋼框架,根據(jù)工程的精度要求,采用了可調水平度的柱腳設計。
            關鍵詞:年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計

            要:某年產60萬噸PTA項目采用鋼結構支撐其大型設備及管道,該項目設備重量大,且有振動,根據(jù)其工程特點,采用十字型鋼柱,H型鋼梁組成的鋼框架,根據(jù)工程的精度要求,采用了可調水平度的柱腳設計。

          關鍵詞:十字型柱,H型鋼柱,水平度

          1.前言

          本工程為大型石化工程中的設備管道構架,主要特點是設備荷載重、位置高、有振動,但又要有較好的水平度,對鋼結構設計增加了不少難度。在設計中,采用了可調水平度的柱腳節(jié)點以及加強支撐等辦法,保證了設計能完全滿足該工程的工藝要求。

          2.工程概況

          PTA項目的大型設備,04區(qū)較重設備空重161t,總重536t(不包含管道荷載),設備攪動器動荷載:垂直7.6t,水平1.3t,彎矩5.8t.m,扭矩8.5t.m。

          設備框架高度為:35.404區(qū))、25.50.3區(qū)),03區(qū)平面布置圖見圖1,04區(qū)平面布置圖見圖2。

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          年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計

                                              

          3.結構設計

          1)結構方案:采用鋼框架結構,梁柱均為剛接,考慮到支撐大型設備的鋼架承受荷載作用非常大,此部分采用十字型鋼柱,可以很好地承受二個方向的水平荷載作用,鋼梁采用H型鋼梁,H型鋼梁與柱,梁與梁間的連接均較容易處理,且連接可靠,圖三為一個較典型的柱網(wǎng)內的梁、柱布置圖。

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          2年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計

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          3

          由圖三可看出,支撐設備荷載的梁其截面規(guī)格均很大。

          2)鋼柱腳設計:由于設備需要有一定的平整度,因此對鋼柱的垂直經(jīng)度有較高的要求,為此在鋼柱腳的設計中采用了圖四與圖五的兩種形式。

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          4

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          5 a 年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計

          圖四用于獨立基礎的柱腳,圖五是用于杯口式插入式基礎。

          其中圖五

          a)、先調節(jié)鋼板平整度(用旋轉M24來調整,螺母點焊于鋼板上),然后灌漿。

          b)、鋼柱直接放置在調平鋼板上,然后灌漿。

          這樣處理柱腳既能保證柱腳強度設計的要求,又能保證上部設備對整個結構平整度的要求。

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          5 b

          3)連接節(jié)點:

          a)、柱的拼裝節(jié)點,如圖六加耳板的方法,這樣可以在高空拼裝柱的時候,不僅能提高柱在拼裝時的精度,也有利于施工安全。

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           圖六

          b)、梁與柱的連接為雙響,為了避開最大彎矩和最大剪力,均采用在距柱500mm處用栓焊混施的連接,其中,鋼梁翼緣直接焊住,腹板采用高強螺栓連接。為了方便運輸和施工,一側梁與柱在工廠焊接,另一側梁與柱在工地拼裝,詳見圖七。

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           圖七

          c)、由于設備荷載大,按設計柱間支撐較大, 為了保證可靠的傳力,采用了圖八的連接形式,該節(jié)點現(xiàn)場焊接的工作量較少,而且該節(jié)點美觀,但是要求構件尺寸,安裝尺寸準確,否則安裝中不易對位,因此在構件的加工制作時特別注意了其精度。

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           圖八

          四、結

          重型設備支托鋼架,由于其使用條件的特殊性,另外構件位置的設置必須滿足工藝要求,因此構件設置位置不一定是最佳的結構,往往使結構內力大,節(jié)點復雜,用鋼量大。

          構件布置位置,從結構方面而言,可能不一定合理。一般而言,此類鋼架投資占總投資比例較少,因而其經(jīng)濟性人們往往不予注意。但任何事要求完美,不能因其占總投資比例少而不予注意。對此類鋼構件可以在完全熟悉其工藝要求情況下,準確分析荷載,盡可能將構件布置合理,選擇盡可能好的節(jié)點方案進行計算與設計,往往可以取得較好的效果,因此不斷地對工程設計進行總結是達到這種目標的一個很好的辦法。

          本工程設計思路和節(jié)點方案,在具體的實際施工中取得了很大的成效,提高了制作的生產效率,為此對工程進行一些總結,希望在不斷總結的基礎上對此類工程積累些經(jīng)驗,推動日后設計工作的進步。

           

          參考文獻

          [1]鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003

          [2]《建筑鋼結構焊接規(guī)程》(JGJ81-2002

          [3]《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50205-2001

          [4]《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》(CECS 102:2002

          [5]《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591-2008

           

           

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