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燃煤电厂储煤棚设计要点
通过对燃煤电厂储煤棚空间、结构布置、构件选型、受力体系构成等进行综
合的分析,总结了在燃煤电厂储煤棚建筑及结构设计中需要注意以及需要改进的
地方,让储煤棚在符合輸煤工艺流程需要的前提下,满足平面及空间布置合理,
结构体系及结构构件安全可靠、适用耐久的要求。
标签:燃煤电厂储煤棚;结构体系;结构构造
前言:在国内的燃煤发电厂中,尤其是小机组的燃煤发电厂,储煤棚是燃料
系统中最常见的辅助生产构筑物之一,其结构形式多样,有钢筋混凝土现浇排架
结构的,也有钢筋混凝土预制排架结构的,但采用比较多的还是钢筋混凝土现浇
排架结构。钢筋混凝土现浇排架结构的储煤棚以其可以采用较大的跨度、采用的
轻型屋面自重轻、用钢量少、施工工艺简单可靠、可以采用工厂标准化施工、施
工经验成熟等优点成为现在储煤棚常常采用的结构形式。
由于储煤量的原因,储煤棚在平面布置上往往占用很大的区间,整个储煤棚
长达数百米的情况也很常见,并且储煤棚内部经常布置有桥式抓斗吊车,工作运
行频繁,工作制很高,这就要求我们在设计工作中全面考虑布置、结构形式,合
理设计,使储煤棚满足平面及空间布置合理,结构体系及结构构件安全可靠、适
用耐久的要求。
设计中常常按照如下所述步骤进行,并考虑相关的要点、要求。
1.储煤棚的整体布置及结构选型
1.1平面布置:整个运煤系统平面布置区间很大,而担负储煤功能的储煤棚
是整个系统的起点,在整个燃料供应系统中起着举足轻重的作用,往往整个储煤
棚长达上百米甚至数百米,因此结构布置时应该充分考虑由于温度变化而产生的
应力的影响,在条件允许的情况下,设置温度伸缩缝是最好的选择,一般伸缩缝
的最大间距不宜大于55m。另外柱距确定时尽量选取标准柱距,比如6m、7.5m、
9m等,以利于建设项目的成品采购及结构构件的工厂化加工制作,节约成本和
工期。在跨度方向,可根据工艺要求,设置单跨或多跨布置,一般有24m、30m、
36m等跨度,并且与标准的轻型屋面钢屋架配合使用,跨度最大可布置到36m。
1.2结构选型:结构体系的选择很重要,关系到储煤棚的安全和经济,目前
常用的结构形式为现浇排架结构,纵向采用柱间支撑或纵向框架梁,配合轻型三
角形或梯形钢屋架屋面或现浇排架结构配合轻型梯形钢屋架屋面,优点是结构自
重轻、施工速度快、施工技术成熟、施工质量有保证。
2.储煤棚的排架柱设计
2.1排架柱是储煤棚的主要受力构件,主要承受来自屋面的恒、活、风荷载
及桥式抓斗吊车传来的吊车荷载,若干煤棚墙体为封闭的,还应考虑墙面风荷载
的影响。参考《混凝土结构构造手册》(第四版)相关规定,现浇钢筋混凝土排
架柱截面的尺寸往往根据桥式吊车的额定荷载、运行机制和吊车梁顶及吊车梁底
高度的不同进行确定。比如当吊车的额定荷载为10T,基础顶至吊车梁顶高度
Ht为14m,基础顶至吊车梁底高度Hl为13.2m时,则现浇排架柱截面高度不宜
小于Ht/14,即不宜小于1m,排架柱截面宽度不宜小于Hl/25,即不宜小于0.55m。
2.2现浇排架柱在吊车梁顶标高处的水平位移可按如下指标控制:排架柱的
横向位移一般不超过Ht/1250,排架柱的纵向位移一般不超过Ht/4000。
3.钢屋架选型
钢屋架常选用标准的轻型屋面梯形钢屋架或三角形屋架。轻型屋面材料常选
用压型钢板、夹芯板、发泡水泥复合大型屋面板等,分为有檩体系和无檩体系两
种。
3.1根据屋面的永久荷载和可变荷载的大小进行屋架的选型。由于轻型屋面
永久荷载一般较小,屋面选型时常常由可变荷载控制。
3.2根据屋面风吸力的影响进行选型核算。当储煤棚墙面敞开或墙面局部封
闭时,风荷载都会较大,应核算在屋面永久荷载和风吸力共同作用下,各杆件尤
其是下弦杆是否受压,是否满足长细比及强度的相关要求。
3.3下弦系杆对屋架选型的影响。由于轻型屋面永久荷载大都很小,屋架的
截面大小常常被风吸力所控制,因此在风吸力作用下,下弦系杆布置的多少也会
影响屋架的选型。如果屋架下弦系杆布置较多,就有利于在风吸力作用下屋架下
弦的稳定性,可以减小屋架下弦的截面,起到减少用钢量,节约成本的目的。
4.排架柱基础设计
排架柱基础设计时,设计人员常常比较关注承载力是否满足要求,而容易忽
视基础沉降的核算,尤其是基础内、外边沉降差的核算。
4.1由于储煤棚内
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