摘 要:某年產(chǎn)60萬噸PTA項(xiàng)目采用鋼結(jié)構(gòu)支撐其大型設(shè)備及管道,該項(xiàng)目設(shè)備重量大,且有振動(dòng),根據(jù)其工程特點(diǎn),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(diào)水平度的柱腳設(shè)計(jì)。
關(guān)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(shè)備管道構(gòu)架,主要特點(diǎn)是設(shè)備荷載重、位置高、有振動(dòng),但又要有較好的水平度,對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了不少難度。在設(shè)計(jì)中,采用了可調(diào)水平度的柱腳節(jié)點(diǎn)以及加強(qiáng)支撐等辦法,保證了設(shè)計(jì)能完全滿足該工程的工藝要求。
2.工程概況
PTA項(xiàng)目的大型設(shè)備,04區(qū)較重設(shè)備空重161t,總重536t(不包含管道荷載),設(shè)備攪動(dòng)器動(dòng)荷載:垂直7.6t,水平1.3t,彎矩5.8t.m,扭矩8.5t.m。
設(shè)備框架高度為:35.4(04區(qū))、25.5(0.3區(qū)),03區(qū)平面布置圖見圖1,04區(qū)平面布置圖見圖2。
圖1 年產(chǎn)60萬噸PAT主裝置鋼架設(shè)計(jì)
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)結(jié)構(gòu)方案:采用鋼框架結(jié)構(gòu),梁柱均為剛接,考慮到支撐大型設(shè)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(gè)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(gè)較典型的柱網(wǎng)內(nèi)的梁、柱布置圖。
圖2年產(chǎn)60萬噸PAT主裝置鋼架設(shè)計(jì)
圖3
由圖三可看出,支撐設(shè)備荷載的梁其截面規(guī)格均很大。
2)鋼柱腳設(shè)計(jì):由于設(shè)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(shè)計(jì)中采用了圖四與圖五的兩種形式。
圖4
圖5 a 年產(chǎn)60萬噸PAT主裝置鋼架設(shè)計(jì)
圖四用于獨(dú)立基礎(chǔ)的柱腳,圖五是用于杯口式插入式基礎(chǔ)。
其中圖五
(a)、先調(diào)節(jié)鋼板平整度(用旋轉(zhuǎn)M24來調(diào)整,螺母點(diǎn)焊于鋼板上),然后灌漿。
(b)、鋼柱直接放置在調(diào)平鋼板上,然后灌漿。
這樣處理柱腳既能保證柱腳強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求,又能保證上部設(shè)備對整個(gè)結(jié)構(gòu)平整度的要求。
圖5 b
3)連接節(jié)點(diǎn):
(a)、柱的拼裝節(jié)點(diǎn),如圖六加耳板的方法,這樣可以在高空拼裝柱的時(shí)候,不僅能提高柱在拼裝時(shí)的精度,也有利于施工安全。
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(qiáng)螺栓連接。為了方便運(yùn)輸和施工,一側(cè)梁與柱在工廠焊接,另一側(cè)梁與柱在工地拼裝,詳見圖七。
圖七
(c)、由于設(shè)備荷載大,按設(shè)計(jì)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(diǎn)現(xiàn)場焊接的工作量較少,而且該節(jié)點(diǎn)美觀,但是要求構(gòu)件尺寸,安裝尺寸準(zhǔn)確,否則安裝中不易對位,因此在構(gòu)件的加工制作時(shí)特別注意了其精度。
圖八
四、結(jié) 語
重型設(shè)備支托鋼架,由于其使用條件的特殊性,另外構(gòu)件位置的設(shè)置必須滿足工藝要求,因此構(gòu)件設(shè)置位置不一定是最佳的結(jié)構(gòu),往往使結(jié)構(gòu)內(nèi)力大,節(jié)點(diǎn)復(fù)雜,用鋼量大。
構(gòu)件布置位置,從結(jié)構(gòu)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(jì)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(gòu)件可以在完全熟悉其工藝要求情況下,準(zhǔn)確分析荷載,盡可能將構(gòu)件布置合理,選擇盡可能好的節(jié)點(diǎn)方案進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì),往往可以取得較好的效果,因此不斷地對工程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)是達(dá)到這種目標(biāo)的一個(gè)很好的辦法。
本工程設(shè)計(jì)思路和節(jié)點(diǎn)方案,在具體的實(shí)際施工中取得了很大的成效,提高了制作的生產(chǎn)效率,為此對工程進(jìn)行一些總結(jié),希望在不斷總結(jié)的基礎(chǔ)上對此類工程積累些經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)日后設(shè)計(jì)工作的進(jìn)步。
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