摘要：本文主要针对火力发电厂钢结构厂房设计展开分析，思考了火力发电厂钢结构厂房设计的方法和措施，明确了火力发电厂钢结构厂房设计的对策，希望可以为今后的火力发电厂钢结构厂房设计工作提供参考。
关键词：火力发电厂；钢结构厂房；设计
前言
目前，火力发电厂钢结构厂房设计的过程中，依然存在不少问题，为此，我们要深入分析火力发电厂钢结构厂房设计的要点，对其问题进行剖析，提出具体的设计措施。
1、钢结构厂房建造的优势
伴随着建筑施工中钢结构使用频率的增加，对于工业厂房的建设来说，钢结构也成为主要的施工材料，其特有的优势主要展现为以下几点：
1.1钢结构的施工材料不同于以往的施工材料，可以进行工业化的大批量生产，同时在施工过程中可以利用施工现场的机械设备来现场进行组装和拼接，这种优势不但可以缩短工程的施工日期，对于总体投资成本来说也非常划算。
1.2钢结构的施工材料与以往的钢筋混凝土的施工材料相比，具有自重轻和强度高的优势，如果涉及到具体的施工现场不但可以减轻施工材料自重对于建筑结构的载荷作用，还可以凭借其自身高强度的优势增加建筑物的稳定性。采用先进的科学技术对钢结构进行耐腐蚀性保护，还可以使钢结构建设的厂房不容易受外界的环境影响，使用寿命更持久。
1.3与其他建筑材料相比，钢结构自身不仅具有强度高的优势，还属于可以循环回收利用的建筑材料，这种优势符合我国建筑行业绿色环保的发展趋势，而且反复利用的特点还可以降低工程的造价，提高企业的经济收益，有利于我国可持续发展道路的建设。
2、火力发电厂钢结构厂房结构布置设计
2.1垂直支撑
使用单斜撑、交叉撑、Ｖ形撑或人字形撑等垂直方式支撑框架体系，在设计中才有众多体系，其中拉链式体系除外。K形撑不能用于框架体系的支撑。要按照同时符合受拉和受压的要求设计支撑的方式。
2.2水平支撑
因为主厂房中留有的空洞比较大大，还存在空楼层，部分轴线上不能进行垂直支撑，因此，必须设立水平支撑。按照抗震规范附录Ｇ相关规定进行设计，并且借鉴国外电厂设计的经验和我院已有的工程设计经验，在燃机房运转层、燃机房屋面等楼层采用水平支撑解决问题。
2.3与Ｖ形或人字形垂直支撑相交梁的侧向支承
就混凝土板楼面来说，通过在梁侧加劲肋上连接型钢进行梁的侧向支承。就无混凝土楼面的空楼层来说，必须支承梁的上下两个翼缘，按照计算的结果确定最大的间距。使用桁架当成梁的侧向支承以解决Ｖ形支撑或人字形支撑相交的无楼板梁，还可以使用交叉撑解决这一层的问题，避免Ｖ形撑或人字形撑。
3、火力发电厂钢结构厂房节点设计
3.1垂直支撑与梁和柱的连接节点
3.1.1支撑与节点板的连接
支撑与节点板的典型连接的破坏模式是存在一定的秩序和等级的，必须对其进行检查和核准。可通过预计的刚才屈服强度将构件受拉屈服能力和受压屈曲能力计算出来。计算弹性时，可以按照摩擦型连接选择连接角钢与节点板连接的高强螺栓，连接角钢的净面积总和必须比支撑杆件的净面积大；并对节点板螺栓孔的承压进行核算，并且按照构造要求确保连接角钢和钢板的局部屈曲和螺栓孔端距断裂和中距破坏。在计算弹塑性时，要将连接角钢和钢板的有效净断面断裂、块状剪切以及高强螺栓的极限承载力重新计算和核准。
3.1.2节点板与梁、柱的连接
在弹性计算过程中，要按照力法计算节点板与梁和柱之间连接处的力，根据摩擦型连接选择高强螺栓。在弹塑性过程中，要对螺栓的极限承载力进行核算，使用T形对接和角焊缝组合将端板和节点板焊接，无需进行核算。由于是使用Ｔ形对接与角焊缝组合焊缝节点板与梁翼缘的连接，所以人字形节点板与梁翼缘的连接也无需计算。
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3.1.3节点板
可以通过计算节点板的各个破话模式以获得节点板的合意性破坏模式。在该项工程中，使用将劲肋添加在半中央的方式连接人字形或Ｖ形支撑与梁连接的节点板在该工程中，根据端板长度均匀地安排支撑节点板和梁与柱的连接螺栓，其间距并非统一的，尽可能实现力度均匀即可。
3.2交叉撑节点
在该工程中，局部使用交叉支撑形式进行垂直支撑，节点是等强连接的方式。
3.3柱的拼接
按照承受相连连接柱弯曲强度范围的最小值的一半设计柱拼接，暂时无规定只能焊接而不能进行螺栓连接，因此，有理由能够使用柱拼接的方式，对于拼接处的抗弯、抗剪承载力的计算，选择高强螺栓承压型连接的抗剪强度设计值，而不是螺栓的抗剪极限承载力。在柱净高中间三分之一处设置柱拼接接头的位置。
3.4梁端连接
3.4.1次梁与主梁的连接
使用连接角钢这种具有代表性的方式连接主梁和次梁。使用不等边角钢2L100×80×10的统一标准连接角钢，外伸肢是长肢，使用高强螺栓连接主梁，内肢为短肢，用焊接连接次梁腹板，在外肢肢背与主梁腹板间保持1.5mm间距以便进行安装。
3.4.2没有垂直支撑连接的主梁梁端
因为轴力的存在，必须增加连接角钢的尺寸，通过计算得出在该工程中使用Ｌ125×80×12，依旧保持80mm的内肢，使偏心降低。如果梁端剪力不及梁抗剪承载力的一半，则按照一般计算连接，如果根据该方式计算个别梁偏高，则可根据实际剪力进行计算。
3.4.3有垂直支撑连接的主梁梁端
在此情形中，梁内由于支撑形成的轴力增加。按照计算可知，角钢外伸肢最大值为200mm，能够安排双排螺栓，角钢的内肢要求小于120mm（必要时切肢），按照计算的结果确定角钢的厚度。连接梁端上下垂直支撑时，根据自由体平衡条件计算梁端的连接。一旦存在垂直支撑连接的梁，就必须根据极限承载力进行计算，其中有连接角钢、螺栓和焊缝。跨中有人字形撑或Ｖ形撑的梁，必须将垂直支撑的不平衡力算进来再核算极限承载力验算。
4、钢结构厂房设计需注意的事项
4.1单件屋面板长度不宜过长。屋面漏水大致有两种：①采用屋面钉板时，钉孔孔位可能出现渗水②屋面板横向搭接处渗水，主要原因是面板过长，雨水漫过波峰，导致搭接处大面积渗水。因此要根据面板材料特性，及当地降雨量来合理选取单坡长度。
4.2钢结构构件验算时，如何合理选取对应的截面（净截面、有效净截面、有效截面、毛截面）。①毛截面：不扣除孔洞的截面面积，不考虑孔洞对截面的削弱。验算构件整体稳定性时，可采用毛截面面积进行计算；②净截面：扣除孔洞的截面面积，考虑孔洞对截面的削弱，主要用于强度验算。比如受拉构件的强度验算应采用净截面面积进行计算；③有效截面：考虑屈曲后强度但并不扣除孔洞的截面有效面积。一般对于宽厚比较大的冷成型钢，采用有效面积来考虑局部的屈曲后强度问题；考虑到板太薄，受压时会发生局部屈曲，从而不能全截面都用来承载。故对这种薄壁构件认为其中的一部分截面（有效截面）正常受力，而其他部分不考虑它的作用。
结束语
综上所述，在火力发电厂钢结构厂房设计的过程中，要明确设计的方案和设计的措施，对设计的具体的关键点要进行进一步的把握，才能够提高火力发电厂钢结构厂房设计的质量。
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论文作者:赵灿灿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/3
标签：截面论文; 节点论文; 火力发电厂论文; 螺栓论文; 角钢论文; 钢结构论文; 承载力论文; 《电力设备》2018年第36期论文;