某厂房焦炉抵抗墙可靠性分析论文.docVIP

　　某厂房焦炉抵抗墙可靠性分析论文 .freel。两座焦炉投产使用后不久，即发现其耐热混凝土抵抗墙柱体产生不同程度的裂缝，并于1990年和1994年对其进行了检测加固。经多年观察监测表明：抵抗墙破损不断恶化，裂缝宽度、数量均有明显发展和扩展。 焦炉系统的建筑物主要由焦炉基础、大小间台、筛焦楼、通廊及烟道和凉焦台构成。其中大小间台位于焦炉基础的两侧。大间台在两座焦炉中间，为两层二跨钢筋混凝土结构，长度为14.3m，宽度为13.6m，板顶板标高为10.21m，间台梁两端简支于抵抗墙柱上，中间简支于框架柱。小间台在焦炉基础的两侧为两层单跨钢筋混凝土结构，长度为14.3m，宽度为3.8m，各层层高与大间台相同，间台梁一端简支于抵抗墙柱上，另一端简支于煤塔柱牛腿上或墙上。筛焦楼为钢筋混凝土框架结构，共有四层。框架长16.60m，宽14.50m，顶板标高为24.2m。总烟道、分烟道、凉焦台均为钢筋混凝土结构。烟囱为钢筋混凝土构筑物，高度为90m。通廊桁架为钢结构。 本次检测的为焦炉系统的抵抗墙部分，原设计抵焦炉抵抗墙采用C20耐热混凝土，现浇墙柱和横梁，预制装配墙板。设计要求抵抗墙耐热混凝土选用“经过鉴定确保热稳定性的重矿渣为集料，以矿渣硅酸盐水泥为胶结料配制而成的混凝土，水灰比不得大于0.5。预制墙板用料符合要求，而现浇梁柱施工时却擅自改用碎耐火砖骨料。1#、2#焦炉运行中抵抗墙外表面温度状况如下：标高▽-2.38m～▽1.00m段为地下室(统称下柱)，处于常温状态；标高▽1.00m～▽4.74m段为蓄热室区，温度分布由下至上呈从常温向120℃过渡状态(指抵抗墙表面温度，此段称中柱)：标高▽4.74m～▽10.5m段为炉子区，该段抵抗墙表面温度分布为由下而上呈高温(120℃)向较低温(70℃～80℃)过渡状态。为便于表达抵抗墙各柱的现状，本次鉴定中采用以下表示符号和编号，详见图1a、图1b所示。例如1#s①上-表示1#炉南抵抗墙①号柱上端。 2 现场检测与试验结果分析 2.1 材料物质性能 采用回弹法、超声及取芯综合法对鉴定区域的混凝土强度进行测试。 对耐热混凝土柱的混凝土强度，所采用的三种实测方，所得结果中，超声法结果表明，实测时虽已避开混凝土柱表面繁多裂缝，但却难以避开贯穿内部的诸多裂缝，因此，所测数据不能正确反映混凝土强度，而可提供混凝土柱内部裂缝分布的状况；回弹法测定结果数据较为离散，但仍有其规律性，如各抵抗墙混凝土柱，均以中上段(受热区)柱的强度比下段(非受热区)有明显降低，详见表1；本工程中，钻取混凝土芯样的试验结果，仅代表混凝土柱内部及外表面均无破损部位的混凝土强度(可以认为最佳强度)。但此值与3#炉普通混凝土相比仍然低31％，比耐热混凝土(C20，龄期三个月)，低48％。 综合分析结果表明：抗拉强度试验结果比普通混凝土低33％，弹性模量低40～50％，这表明抗拉性能低，孔隙率大。 2.2 抵抗墙温度分析 2.2.1抵抗墙板的温度分布。经红外摄像所得资料表明，墙板外表面温度沿高度方向从常温逐渐向高温过渡，至▽+4.74m～▽+5.74m左右，温度达最高再向上温度又渐渐下降。各抵抗墙板温度变化规律基本相同，仅抵抗墙中部(②～④柱间)板温度略高于边端板，以及受外界气温环境影响引起的变化。 2.2.2 抵抗墙混凝土柱的温度分布：经红外摄像和预埋热敏电阻实测表明：沿柱高度受热温度，在靠近墙板侧，温度变化规律与墙板相同。沿柱断面温度分布，沿柱截面外表面温度沿高度方向从常温逐渐向高温过渡，在沿柱高方向的中轴线上温度达最高，再向两边温度又渐渐下降。 检测中测试了热源附近构件的表面温度。测试结果说明，构件表面温度不至于影响材质，对结构内力的影响也有限。 3 计算分析 根据现场检测、材质分析、工程图纸及有关资料，对焦炉抵抗墙进行了验算分析。主要承重构件承载能力验算结果各项指标(最低控制指标)均给出抗力与荷载效应比值(R/(Y。·S)值)，式中R为结构或构件的抗力，S为结构或构件的作用效应，Y。为结构重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结构构件，可分别取1.1、1.O、0.9，本厂房各类构件Y。均取1.0。 计算简图，图中荷载参数如图3、图4，框架上作用的荷载是根据本工程有关单位提供的实际参数确定的。 验算结果表明：1)如果原设计条件，混凝土强度满足原设计要求，抵抗墙柱的承载能力，下柱R/(Y。·S)=1/05～4/08 1/O，上、中柱R(Y。·S)=1.17～2.21 1.O，柱承载能力满足要求，但部分柱段的富裕不多。由于柱截面开裂严重，当考虑柱的破损时实际承载能力要受到一定影响，构件或杆件的承载力不满足或略低于现行国家规范的要求，鉴定评级中应考