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摘要：在锅炉结构中，钢架是主要承重结构，通常条件下通过重复设计的方式对其承载能力和载荷分布情况进行计算，然而这种方法在计算的过程中不够精确，而且会耗费大量时间，所以一定要对锅炉钢架所承载的各个载荷进行重点分析和研究，并且探讨各载荷在运行过程中的载荷形式以及计算方法，从而对锅炉钢架设计的高精度快速设计进行理论分析，以供参考。
关键词：锅炉钢架；荷载；有限元分析
1锅炉钢架荷载分类情况分析
锅炉钢架出现的载荷通常条件下是在各受热面、炉墙等位置产生的，通常条件下这些重量先在梁上作用，然后通过柱在构架的基础上产生，接着向地基当中传递，所以在对钢架梁的荷载进行计算的过程中，首先需要对钢架上总荷载进行计算，刚架上的荷载可以分为四类，活荷载、风荷载、恒荷载和地震作用荷载。
1.1风荷载
在计算一般的锅炉钢架时，通过拟静力法来处理风荷载，就可以符合安全要求，第一步将风荷载进行转化，接着对其他类型荷载进行组合，在钢架上进行加载，把刚架内力和位移求解的方法，叫做拟静力法。
从一些露天设备和半露天设备的角度进行分析，风荷载的模拟比较困难，通常的手段是把设备依照高度进行分段，可以分为n段，将各段的总荷载计算出来，接着通过相关软件对模型的节点总数进行计算，将节点当中所承受的力的数值计算出来，因为每一段荷载值是定值，所以，不能对风荷载进行实时的模拟，所以n的值越小，就对风荷载的作用影响也就比较大，n值越大，与真实情况越贴近，在计算的过程中更为真实可信。
依照相关规范对荷载的大小进行计算，根据常规外荷载将其在迎风面上加载，将稳定的风压计算出来，根据以下公式来对钢结构表面的风载荷值进行计算。
在整个公式当中ωK代表的是风荷载标准值，其单位为kN/m2；ω0代表的是基本风压，其单位是kN/m2，μS代表的是风荷载体型系数；μZ代表的是风压高度变化系数；βZ代表的是在高度Z的地方的风振系数；
1.2活荷载
通常条件下，在锅炉运行的时候，出现的荷载被叫做活荷载，与此同时在一些平台上安放的设施以及楼梯上存在的物体都被叫做活荷载。
1.3地震作用载荷
在对钢结构进行有限元分析的过程中，对地震作用荷载进行处理的过程中，需要注意以下几类：
1.3.1按惯性力处理地震作用荷载
在对地震作用荷载进行计算的过程中，把建筑设定成为一个刚性体，这样它的运动特性会和地面运动特性一致，这样就可以把它的最大加速度等同于地面的最大加速度，根据惯性力的作用来进行操作，对水平地震最大加速度进行计算的公式如下。
通过软件进行有限元分析的过程中，可以通过风荷载和地震作用荷载共同组合，形成的最大值来进行计算，依次将钢结构的质量密度和地震作用条件下的最大加速度输入其中，形成相应的变量。
1.3.2将地震作用荷载按底部剪力法处理
通过底部剪力法来对地震荷载作用进行计算，对上述公式进行化解，可以获取以下公式： 或
在整个工式当中：αmax表示的是最大水平地震影响系数，根据上表进行取值；G K表示的是构件的重量情况；A表示的是作用的面积情况。
1.3.3将地震作用荷载按时程分析法处理
把地震作用荷载根据时间和行程进行分析处理，就是对结构运动的情况进行分析对钢架结构在地震过程中出现的刚架、内力形变以及振动状态进行计算，这种方法也被叫做动力分析法。具体的求解过程是首先将几何模型建立起来，接着第一次进行求解。对任意集中应力进行求解，接着第二次进行加载求解，将瞬态动力求解出来。
1.3.4地震作用荷载按反应谱理论处理
反应谱理论就是把地震作用作为一个静力，通过活态分析和反应谱进行结合，对应力和位移的动力分析进行计算，在分析的时候，首先需要将几何模型建立起来。接着把结构的模态普效应等分析出来，进行时程后处理，最后加载相关数据，进行求解。
1.4永久荷载（恒荷载）
在计算的过程中，钢架的内应力自种的都是恒荷载，也就是永久荷载，这些荷载不会由于时间而出现改变。
2荷载组合
在进行计算的过程中，将上述所说的四中载荷代入公式当中进行计算的主要是恒荷载和活荷载，而另外两种荷载需要通过有限元分析进行加载。恒荷载通过标准值来进行计算，活荷载一般情况下通过一些标准值也可以通过一些组合值进行计算，在进行有限元分析的时候，各种载荷的施加情况如下表。
结束语
总之，伴随当前冶金行业和电力行业的快速发展，锅炉钢架等结构在实际工程使用的过程中越来越广泛，通过ANSYS来分析框架的力学性能，对锅炉钢架当中出现的地震荷载作用、风荷载、恒荷载、活荷载等通过相关数据进行计算，可以很好的在工程操作过程中使用，获得了比较好的效果，值得进行推广。
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论文作者:郭斌,范超前
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/12
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