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垃圾焚烧发电厂主厂房结构抗震设计

摘要：垃圾焚烧发电厂主厂房由变形缝划分为几部分：锅炉焚烧间，烟气净

化间、汽机间等。本文重点讲述锅炉焚烧间部分结构抗震设计。

关键词：抗震、超限。

一概述

随着人们生活水平的提高，城市垃圾越来越多，增长速度飞快，原有垃圾填

埋场已经不堪重负，趋于饱和，垃圾问题已成为影响环境及生活的急需解决的大

问题。目前垃圾焚烧处理是解决我国垃圾问题现状比较切实可行的办法，以焚烧

垃圾为主，余热发电为辅，严格控制烟气达标排放，大大减少了垃圾体积，既解

决了社会问题，也产生了经济效益。因此，垃圾焚烧发电厂在全国范围内全面开

展建设。本人作为垃圾焚烧发电厂设计单位的一员，担任过多项工程的结构主设，

鉴于有关垃圾焚烧电厂结构设计的论文材料已经很多，本文主要论述主厂房结构

抗震设计内容。

二实例

现以完成的上海某垃圾焚烧工程为例，具体说说主厂房结构抗震设计。

主厂房结构通过抗震缝分为五部分：卸料大厅+焚烧间、垃圾池、烟气间、

办公间、汽机间。卸料大厅+焚烧间为高低跨厂房，共三跨，为框排架结构。卸

料大厅为一跨，跨度为28米，8.0米标高处有混凝土卸料平台，混凝土柱顶标

高19.5米，顶部为轻钢结构；焚烧间为两跨，跨度分别为34米和40米，混凝

土柱顶标高为41米，顶部为轻钢结构，34米跨中有三台吊车，吊车牛腿标高为

34.15米，吊车起重量为18吨（软钩）。垃圾池部分为框架剪力墙结构，池底标

高为-8.0米，池顶标高为25.5米，垃圾池的两侧设有框架柱，垃圾池设在卸料大

厅+焚烧间的房子里面，不考虑风荷载。烟气净化间为单层工业厂房，纵横向跨

度分别为44米和52米，混凝土柱顶标高30米，屋面为网架结构。办公间为框

架结构，主屋面高13.5米，局部屋面29.5米，均为混凝土屋面。汽机间为框架

结构，主屋面高19.0米，局部屋面为13.5米和24米，19.0米屋面为轻钢结构，

13.5米和23.5米屋面为混凝土结构，总建筑面积39590msup2;。

本场地抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组（设计地震加速度值为

0.1g），场地特征周期为0.9s，场地类型为Ⅳ类。地震影响系数最大值采用0.08

（多遇地震）。

计算地震作用时，采用上海市建筑抗震设计规程所附的地震影响系数曲线，

结构阻尼比取0.05。

本工程混凝土结构的抗震设防类别为丙类。

抗震等级：

锅炉间：框架二级；垃圾池：抗震墙三级；

烟气净化间、办公间、汽机间：框架二级。

建筑平、剖面布置见下图：

卸料大厅+焚烧间采用美国SAP2000V9.1.6软件建立空间模型，见下图

本文仅对结构相对复杂的卸料大厅+焚烧间进行分析。

根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对规范涉及结构不

规则性的条文进行了检查。

表1：一般规则性的超限检查

表2：特别不规则性超限检查

超限情况小结

本工程超限部分主要是卸料大厅+锅炉焚烧间，经分析存在以下不规则情况：

1a.扭转不规则。考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2，最大扭转位移比为

1.33；

1b.偏心布置。偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%。

3.楼板不连续。有效宽度小于50%，开洞面积大于30%。

4b.尺寸突变。高低跨位置尺寸突变，竖向构件位置缩进尺寸为27%，大于

25%。

抗震性能目标的确定

根据本工程的超限情况，以及与多方专家的沟通结果，结构方案中仅有部分

区域结构布置比较复杂（关键构件：高低交界处卸料平台柱，高约41m），选定

本工程的抗震性能目标为《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中所提

的D级：多遇地震下满足性能水准1要求；设防地震下满足性能水准4要求；

罕遇地震下满足性能水准5要求；即小震时完好，中震时轻～中度破坏，大震时

严重破坏，但不倒塌。各性能水准结构预期的震后详细性能状况见表3。

表3各性能水准结构预期的震后性能状况

注：“普通竖向构件”是指“关键构件”之外的竖向构件；“关键构件”是指该构

件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏；“耗能构件”包括

框架梁、剪力墙连梁及耗能