某大型炼钢厂房柱子系统设计浅析.pdf

科技创新与应用l2013年第6期 建筑科 学 某大型炼钢厂房柱子系统设计浅析 吴 超 (中冶南方工程技术有限公司，湖北 武汉 430223) 摘 要：以作者设计的某炼钢厂房柱子系统设计为例，扼要的分析了柱子系统设计中的柱身、柱上节点及柱间支撑等的设计原则 和冶金行业炼钢厂房柱子系统的特点，以及在一定条件下柱子系统设计时的注意事项，以期指导柱子系统设计。 关键词 ：炼钢厂房 ；柱子系统；设计原则 在炼钢车间厂房的主体结构设计中，柱子系统有着不可或缺的重 段格构柱的吊车肢，由于本工程吊车梁采用突缘式支座，可不考虑吊车 要地位，其安全度要求较高，且钢耗量较大，所以柱子系统的设计是否 梁支座反力的偏心影响，可按中心受压构件计算单肢的稳定。 合理显得尤为重要。结合我公司多年炼钢厂房柱子系统设计的情况，浅 3．1．3柱截面构造原则 谈转炉炼钢厂房柱子系统的思路及特点。 实腹式上柱及格构柱的分肢采用的H型钢截面，翼缘 自由外伸宽 1工程简介 度b与其厚度t之比和腹板计算高度}l0与其厚度t之比，应符合局部 本例中炼钢车间主厂房共分 7跨，包括加料跨、转炉跨、出钢跨、钢 稳定要求。柱截面高厚比不符合要求时，可用纵向加劲肋加强，或在计 水接受跨、钢水浇注跨、切割跨、出坯跨。厂房总长291m，总宽度 193m， 算构件的强度和稳定生『时将腹板的截面仅考虑计算高度边缘范围内两 总轴线面积56163m2。加料跨跨度为24m，转炉跨跨度为 16m，出钢跨跨 侧宽度各为20twsqrt(235／f／y)的部分(计算构件的稳定系数时，仍用全 度为 25m，钢水接收跨跨度为24m，浇筑跨跨度为33m，切割跨跨度为 部截面)。在柱子承受较大水平力处，应成对设置横向加劲肋，间距通常 36m，出坯跨跨度为36m。为了简化施工工序、受力更加合理等方面考 为2m。 虑，设计中多使用焊接H型钢。 3．14缀条的设计原则 本厂房有如下特点：(1)吊车为200t的重级吊车，且吊车组合多为 缀条按两端为铰接的轴心受压构4~tSg，通常不由强度控制，仅需 两台；(2)屋面上设有直径较大的一次除尘管道及上料皮带，荷载较大且 进行稳定计算。缀条一般都在柱肢的内侧，使柱的外表面平整。缀条的 有纵横向水平力；(3)局部与高层框架连接，计算假定较为难以确定，高 重心线应与柱肢的中心线交于一点，以免对柱子产生偏心影响。斜缀条 层框架上部荷载在地震力作用下所引起纵向水平力比较大；(4)屋面灰 与水平缀条的夹角，一般采用40％55。。 荷载及 自然通风器荷载较大；(5)屋面檐口及通风器较高，导致屋面风荷 3．1．5柱人孔的设计原则 载较大；(6)屋面检修电葫芦较多，目起重量多为50KN一100KN。(7)柱上 通常将^孔两侧的分肢视为单向压弯构件，需计算每个分肢的强 设置有除尘管道支架，管道直径为3m4玛荷载较大。以上特点使本炼 度和在排架平面内及平面外的稳定性。人孑L的净空尺寸一般采用 钢厂房柱子系统荷载多，工况复杂。 400ram宽，1800mm~2000mm高，孔洞周边按构造设置加劲肋以加强腹 2柱子系统设计方案 板。 本工程横向为框排架结构，纵向设置柱间支撑。框排架结构特点为 3．1．6柱肩梁的设计原则 平面内承载力和刚度都较大，而排架间的承载力较弱，故在纵向设置相 本工程柱肩梁采用单臂式肩梁，其腹板可近似采用简支 寸算。单 应的柱间支撑，避免风荷载、吊车纵向水平力及纵向地震力的推动，发 臂式肩梁的腹板高度，除应根据计算确定外，尚应具有一定的高度，以 生侧向的移动。 保证柱接头的刚度。一般可取腹板的高度为下段柱截面高度的0．4-0．6 21柱子形式的确定 倍。 柱子结构形式的选择与柱子高度、柱距、吊车大小及高度、与基础