关键词：火电厂；钢结构单框架；设计优化
引言：
在火电厂中厂房是最重要的组成部分，它能保证生产工作的有序、顺利进行。火电厂的钢结构单框架厂房按照工艺的要求，需要将一些孔洞事先预留好，这样其承受荷载能力和刚度就会受到影响。因此，在厂房建设中需要重点对钢结构单框架厂房进行设计优化，以此来将厂房的结构性能保证好，让厂房的价值能得到最大限度的发挥。
1工程基础资料
某火电厂厂房由汽机房和煤仓间两部分组成，因为自身的工艺需求，不需要将除氧间设置在内。厂房的纵长为81m，横长为45m，纵向柱的间距分别是12m和9m，对于汽机房来说，它的横向长度是30m。用压型钢板将厂房的外墙封闭好，将填充墙分别设置在汽机房分界、煤仓间和其他的局部位置。由运转层、双坡屋面和中间层组成了汽机房，它们的尺寸是12m、29.8m、6.0m，在汽机房中部位置将汽轮发电机用岛式方式进行布设，高低加热器可以采用立式方式进行布置[1]。此外，还需要将两个粉煤斗和四个钢煤斗布设在皮带层和煤斗层中，将四个粗粉分离器和两个细粉分离器布设在屋面的位置。通过锅炉钢架和炉前平台将厂房钢结构相互连接，在锅炉钢架上用滑动支座来支撑起炉前平台，锅炉钢架和厂房结构是互相不影响的，同时结合具体的实际情况，适当调整参数在合理的范围之内，一般将场地设计为Ⅱ类，将地面的粗糙度设计为B类，将地震的基本烈度设计为7度，设防时需要按照8度抗震要求来，确保风压力为0.67KPA。
2优化设计厂房结构
一般来说厂房结构平面都是规则的，楼板可能会因为大开孔设计出现不连续的情况，一旦发生地震出现扭转的几率就会增高。另外，楼面活荷载分布不是很均匀，并且很大，特别是集中分布了煤斗、粉斗、高低压加热器等设备，还有的在较高的楼层上布设了部分设备。厂房的抗震性能会在很大程度上受到影响。要想将厂房的设计质量保证好，除了要对各项参数进行认真的分析和研究，还需要合理调整好结构的布设，这样在基本的工程预算得到满足的基础上，将结构体系设计的更加合理、经济，性能也会变得更加优良。
2.1分析厂房结构
两层汽机平台钢梁、煤仓间框架和支撑及汽机房a列柱构成了厂房的横向结构，煤仓间框架通过屋面大跨度实腹式钢梁和上下两部。汽机平台钢梁和汽机房a列柱相连。在该工程中不需要将除氧间设置其中，只有煤仓间单列框架位于横向位置，在受到水平地震力和风荷载时没有很强的承受能力，应采用刚接加支撑方式来设计单向框架，对于一些需要承受设备荷载的轴线皮带层处和贯通处，需要将十字交叉支撑设计上[2]。如果工艺条件允许的话，可以将一些垂直支撑设置在汽机房的两层平台中，将两道竖向的连续垂直支撑设计布置在框架的相关位置上，压型钢板可以作为汽机房、各层楼面和煤仓间屋面的永久低模使用，将100m厚的钢筋混凝土浇筑在模上[3]。在钢梁上翼缘上将压型钢板用圆柱头焊钉穿透并焊接。
主厂房与一般建筑物相比具有平面不规则性且楼面经常出现大开孔导致楼板不连续，在地震作用下容易出现扭转。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆楼面活荷载大且荷载分布不均，如煤斗、粉斗、高低压加热器、除氧器等重型设备分布相对集中，有些设备还往往位于较高楼层。由于工艺设备和管道布置的限制，主厂房结构的抗侧力构件特别是支撑构件的设置受到很大的制约[4]。因而主厂房结构往往在水平和垂直方向上刚度和质量分布都不均匀，给抗震设计带来不利影响．根据主厂房结构的上述特点，在对其进行结构设计时，与工艺专业紧密配合，在尽力满足工艺要求的前提下，合理地调和结构布置与工艺布置之间产生的矛盾，尽可能地选用抗震性能好又经济合理的结构体系。
2.2优化设计厂房结构
优化设计厂房结构主要是优化支撑截面和柱间垂直支撑，据此可以将厂房结构改善，还能确保厂房的整体结构更加的合理化、科学化。
2.2.1优化设计柱间垂直支撑
在设计厂房钢结构的过程中，需要让整个受力结构更加的合理，提升抗侧效能，设计人员因此会使用很多的支撑框架，但是在设置柱间垂直支撑时，还需要对工艺设备和管道布设等进行认真的考虑，优化设计柱间的垂直支撑，得出了两种方案：
方案1：在一些较大的设备荷载承载位置布设垂直支撑，但是受到工艺的影响比较严重，只能对34.4m的皮带层起到支撑作用，屋面不能贯通。
方案2：柱间垂直支撑并不设置在横向框架的相关列中，这样工艺的布置可以更加有力。这两种方案模型参数需要通过专门的软件来进行对比，通过对比后发现，第一种方案的可行性较强，在厂房的结构性能提高方面有着显著的效果。因此，厂房钢结构柱间垂直支撑通过使用第一种方案能得到更好地优化。设计效果可以通过专门的软件来进行分析[5]。厂房的整体结构性能在地震作用下能得到有效提升，扭转效应受到地震的作用能得到明显的改善。
2.2.2优化设计支撑截面
就钢结构而言，竖向支撑是抵抗地震水平荷载最有利的手段；同时，在地震作用下，支撑也是最容易屈服的杆件．由于主厂房纵向结构为铰接结构，支撑为纵向的主要抗侧力构件，当支撑失稳时，也就意味着结构在纵向罕遇地震作用下很难满足大震不倒的设计目标，因此对纵向柱间支撑尤其是底层柱间支撑截面应予以加强。同时也应当意识到，对于支撑构件的设计，并非截面尺寸越大越安全．当支撑布置一定时，在合理的范围内（即满足构件长细比和强度、结构侧移限制等）适当减小支撑截面面积可有效减小结构局部刚度，从而达到减小地震反应的效果。另外，钢结构抵抗地震的水平荷载能力可以通过竖向支撑得到提高，杆件是地震作用下最容易屈服的支撑。所以，为了将支撑的稳定性提高，需要将纵向柱间支撑截面设计强度增加[6]。在支撑构件的设计中，并不是有着越大的截面越安全，如果支撑保持不变，需要合理控制好相关参数，需要将支撑截面的利用率提高上去，以此来合理控制支撑构件，提高工程的经济性能。
3/结束语
总之，火电厂的建设关系到火电厂的生产，对我国的用电安全有很大关系。在建设钢结构单框架火电厂厂房时，需要将设计方案设计合理，同时还需要优化好设计方案，这样才能将厂房的结构性能提高，确保火电厂能顺利完成各项生产指标。
参考文献
[1]陈剑锋. 刍议火电厂钢结构单框架厂房的设计及优化[J]. 建材与装饰，2016（44）：16-17.
[2]费振伟，俞华，熊建文. 火电厂锅炉燃烧优化关键技术研究[J]. 电子制作，2017（04）：51-52.
[3]刘伟. 火电厂结构设计要点分析[J]. 山西建筑，2015，41（10）：32-33.
[4]张新奎. 火电厂机炉协调控制系统的设计与实现[J]. 黑龙江科技信息，2015（24）：46.
[5]付志斌，金联社. 某火力发电厂主厂房结构体系合理性论证[J]. 武汉大学学报（工学版），2012，45（S1）：279-283.
[6]郭振祥. 简析火电厂锅炉燃烧优化设计[J]. 中国新技术新产品，2014（17）：61.
论文作者:周皓然
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：厂房论文; 火电厂论文; 结构论文; 汽机论文; 框架论文; 钢结构论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第6期论文;