工業廠房框排架結構設計探究

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摘要:框排架結構，在電廠工業廠房中起到明顯的作用，是現代電廠工業廠房中，比較常用的結構方式，充分發揮出框排架結構的穩定、安全優勢，優化框排架結構廠房的運行環境。所以，本文主要以電廠工業廠房項目為例，探討框排架的結構設計。

關鍵詞:電廠;工業廠房;框排架結構

電廠工業是我國行業中的重點建設項目，隨著我國電力資源應用范圍逐漸廣泛，電廠工業面臨著很大的建設壓力，尤其是廠房結構方面，既要保障安全，既要符合電廠工業發展的需求。近幾年，電廠工業廠房設計中，比較注重排框架結構的應用，目的是滿足電廠工業廠房的需求，框排架結構具有穩定的支撐作用，增加了廠房的跨度，電廠工業發展中，根據自身的情況，規劃好廠房框排架的結構設計，滿足現代電廠工業的基本需求。

1電廠工業廠房框排架結構設計要求

第一，電廠工業廠房框排架結構，設計圖紙和參數，要符合結構的整體要求，設計人員要從廠房框排架結構的整體角度出發，把控好圖紙與參數的整體設計，促使設計圖紙和參數，都符合施工的整體要求，以免影響到框排架結構的設計狀態。第二，框排架結構方案的合理性要求。廠房框排架結構設計，其方案要合理，準確選擇框排架的結構、體系，把控好框排架的受力，簡化框排架的受力設計。電廠工業廠房框排架結構的設計要求中，如果單元結構相同，就要注重整體性設計，綜合考慮廠房的現場、地質以及基建，提高框排架結構設計的綜合性，完善框排架的結構方案。

2電廠工業廠房框排架結構設計方法

2．1選型與方案設計

電廠工業廠房框排架的選型和方案設計，要符合電廠項目的實際情況。電廠工業廠房，均具有自身的特點，其在抗震性、強度等方面，對框排架結構的設計要求不同，由此在電廠工業廠房框排架結構設計時，應該提前勘察電廠工業廠房現場的地質，同時掌握廠房的位置、建筑面積、工藝參數和結構方式等，框排架的結構選型，可以分為框剪、框架、磚混等類型，也是選型設計中的要點，做好各項選型工作后，才能規范框排架結構方案的設計［1］。在框排架選型和方案設計中，還要結合電廠工業廠房的情況，制定方案的指導書，專門用于指導廠房框排架結構施工，而且指導書中，需要協調好各個專業的項目，保障各項專業的協調性，由技術專業，向結構專業提資，此時結構專業就要依據技術要求，準確的布置電廠工業廠房框排架的方案，同時將方案的內容及時反饋到參建的項目單位，促使方案可以有效應用到各個專業中。

2．2結構建模的設計

電廠工業廠房框排架結構的建模設計，主要以參數計算為主。該設計階段，利用卷冊和提資的方法，為結構建模提供設計的依據。建模參數設計期間，框排架結構不同專業的人員之間，主動進行溝通，掌握好框排架在電廠工業廠房中的實際表現，進而才能在建模中，準確的統計出荷載、預埋件以及孔洞參數，并且依照廠房框排架結構中的荷載，規范好結構設計［2］。建模中，不同的工況，需提供不同的結構設計方式，涉及到不同的組合值以及準永久系數，在廠房框排架結構建模中，采用組合的設計方法，得出匹配的參數，在提資后實行建模設計，電廠工業廠房框排架結構建模設計期間，整個框排架的結構指標，都要符合結構的科學性，采用控制與調整的方法，確?？蚺偶苤袆偠缺取⑽灰票?、剪重比等指標，都達到科學合理的狀態。結構建模設計后，安排構件試算，保證建模結構中的軸心壓力、扭矩等參數，都處于穩定的狀態，尤其是內力分析時，必須確定出框排架結構的截面參數，在結構建模計算的最終階段，依照結構內力，規范好構件的參數，如建模中，框排架的指標參數，未達到規范要求，就要重新調整建模中的構件，調整框排架結構的布置方式，完善電廠工業廠房框排架的設計環境。

2．3優化框排架結構

電廠工業廠房框排架結構的優化設計，是一項重要的事項，結合電廠工業廠房的現場環境以及框排架的設計，提出優化的設計要求，強調廠房框排架結構的規范性。(1)優化結構分布。電廠工業廠房結構框排架設計時，結構分布中采取了優化的方法，保障結構分布，能夠按照框排架設計要求實施。結構分布的優化，主要是調整結構中不符合規范的地方，注重結構布置的規則性，特別是層高、斷面的參數，注重各項構件的均勻性，如:抗側力構件、結構構件等，防止框排架結構在施工期間，出現短柱、錯層的問題［3］。電廠工業廠房具有自身的特點，優化時注重結構的規則性，找出框排架結構不規則的實際原因，實行優化分布，改進結構不規則的問題，強調框排架結構分布的準確性，促使廠房框排架結構在電廠運營中，能夠表現出耐久、安全的特征。(2)優化材料使用。材料是工程的重點，材料的用量、成本等，均是結構設計中的關鍵問題。電廠工業廠房框排架結構設計中，為了提高材料的使用質量，在優化階段，對材料實行優化處理。優化材料時，先要保障框排架在電廠工業廠房中的安全性，再實行材料使用的分配，在此基礎上，最大程度的降低材料的使用量，而且材料使用量，要始終保持在一定水準，以此來衡量框排架結構設計的水平?？蚺偶芙Y構材料，經過優化后，符合節能減排的要求。材料使用的優化方面，比較關鍵的是材料的選擇，設計人員在電廠框排架廠房方面，提供成熟的設計方案后，優化材料的使用，根據框排架結構的設計，檢查方案中的材料是否合理，掌握好材料的性能、參數，保證材料與框排架的匹配性，優化中，經過比較選擇出最佳的材料，進而分配好材料的使用，充分發揮材料的優勢。(3)優化制圖操作。圖紙是電廠廠房框排架結構施工的依據。圖紙中體現了廠房框排架的結構狀態，以平面圖的方式，提供給施工單位，由此施工人員才能領會設計者在框排架廠房上的意圖。因為電廠工業廠房框排架結構設計圖紙非常多，很容易潛在缺陷、誤差等，所以在制圖方面實行優化操作，專門把控框排架結構圖紙的制作。一般情況下，電廠工業廠房框排架結構，采用電算結構的方式，生成圖紙，優化時，注意圖紙的規范性，根據國家及行業的制圖標準，統一規劃圖紙設計，加強制圖的規范性控制力度，以國標圖集為依據，標注圖紙，制作成通用圖，完成圖紙優化的操作。

2．4框排架節點設計

廠房框排架的節點設計中，運用了STAWE軟件，對廠房的整體框架實行計算，通過STS接口，連接框排架的節點。電廠工業廠房的框排架結構中，涉及到大量的節點，節點連接時，采用焊接、拼接的方法，最終目的是維護框排架結構的安全與穩定?？蚺偶芄濣c設計時，盡量不要出現結果與節點不匹配的問題，確保節點計算結果，可以滿足最終的連接要求。本文以節點抗震為例，分析廠房框排架節點的設計。例如:某電廠廠房框排架節點，其框排架的抗震設計上，驗算了梁柱連接節點的極限承載力，適度加強蓋板厚度，當滿足“蓋板厚+梁翼源厚＞柱翼緣厚”條件時，即可確定廠房框排架節點穩定。

2．5混凝土結構計算

廠房框排架結構計算中，同樣采用了SATWE軟件，例舉結構計算中的幾點內容。如:(1)電廠工業廠房框排架建模時，在設備基礎下方，設計主梁承托與次梁承托，如基礎平面面積大，可以適度增加承托的數量;(2)軟件內輸入框排架混凝土的參數，在參數建模驗算時，注意雙向地震因素，結合振型調整混凝土結構工況;(3)混凝土結構計算方面，全面分析抗震設計，調整結構的總信息，在位移數據計算中，在周期參數方面，以剛性樓板假定為計算條件，促使框排架的混凝土結構，符合抗震規范的基本要求。

3電廠工業廠房框排架結構設計案例

以某電廠廠房結構為例，分析框排架的設計，該電廠廠房是熱力站的地面式廠房，主廠房長度98.4m，廠房底板高程是1262.91m，該廠房選用的是框排架結構，經過抗震、延性、剛度等參數的研究，規劃出框排架結構的設計方案，如:(1)根據機組的尺寸，設計框排架的布設，廠房框排架的上游側寬是15m，下游側寬10.5m，布置好框排架結構中的機組間距，預留伸縮縫，在伸縮縫左右，規劃排架柱，在框排架中構成雙柱類型;(2)簡化框排架的計算，在橫向平面排架、縱向平面排架上，實行有效的計算，在橫向設計時，規范了傳遞軸力，根據偏心影響，設計柱子的內力，縱向上設計縱向連系梁;(3)組合設計恒荷載、活荷載等數據，加強框排架結構在該廠房中的穩定性。

4結束語

電廠工業廠房結構，對空間利用的要求比較高，在電廠工業廠房的實際案例中，明確框排架結構設計的原則，同時落實好設計方法，維護框排架結構設計的科學性，更重要的是維護電廠工業廠房結構的穩定性，提高電廠工業廠房的安全水平和質量性能，為電廠大規模的發展，提供基礎的廠房服務，體現出框排架結構設計的優勢。

作者:李 良 王志宇 唐佳赟 袁 沈 孫 剛 王 磊 單位:中機國能電力工程有限公司

參考文獻

［1］張珂．電廠工業廠房框排架結構設計分析［J］．江西建材，2016(01):36－37．

［2］趙澤寧．特種工業廠房框排架結構設計的探討［J］．山西建筑，2014(23):60－61．

［3］于大永．上柱鉸接排架結構在工業廠房中的設計應用［J］．鋼結構，2015(08):53－54．