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摘要：中小型的锅炉在平时的维护和使用过程中，其维修和维护依赖于很多非结构专业的锅炉行业技术人员，这些技术人员在对于中小型锅炉钢架维护的工作中，不可避免的将要涉及到锅炉地震的防护和维护情况。在构造中小型锅炉钢架抗震结构的研究内容里，对于中小型锅炉钢架结构抗震设防的具体标准、所能采用的抗震措施以及一般地震所能带来的影响应该能做到基本预测，对于地震情况能做到维护和灾后处理。本文就是在这种定位的前提之下，希望能够帮助一般技术人员来完成对于中小型锅炉钢架抗震设计的若干问题探讨。
关键词：中小型锅炉；钢架；抗震设计；问题
1 抗震设计的一般使用背景
在中国的研究和抗震规范的制定过程中，对于锅炉钢架的抗震计算和抗震标准的设计，目前只有在《工业锅炉手册》里面有一定的介绍，简单的对于地震区的锅炉构架进行了阐述。抗震设计是针对建筑物比较多的一种规范，目前对于锅炉钢架和一般的建筑物，尤其是对于延展性比较好的钢材，虽然人们之前对于抗震设计的规范界定的比较少，但是通过大量的地下暗地，人们发现，钢框架结构构造简单、传力明确，侧移刚度会沿着高度分布非常均匀的变形，对于钢结构的剪切型或者是弯减刑的抗侧移能力，是需要进行科学测算的。考虑到中小型锅炉钢架的抗震结构对于地震的重力负载能力，我国对于1989年的新规范系列和1979年的旧规范系列进行了一定的变化，但是这种进化和升级已经逐渐不能适应现代建筑中小型锅炉钢架的实际要求。目前对于钢结构设计的规范有如下标准：
建筑抗震设计规范GB50011-2001
钢结构工程施工及验收规范GB50205-2001
建筑钢结构焊接规程JGJ81-2002高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91
钢结构工程质量检验评定标准GB50221-95
钢铁产品镀锌层质量实验方法GB/T1839-93
钢结构用高强度大六角螺栓、六角头螺母、垫圈与技术条件GB/T1228-1231-91
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件GB/T3632-3633-95
金属拉伸试验方法GB228-87钢材力学及工艺性能试验取样规定GB2975-82
金属拉伸实验试样GB6397-86
金属布氏硬度试验方法GB231-84
焊接接头冲击试验方法GB-2650
焊接接头拉伸试验方法GB-2651
焊接接头弯曲及压扁试验方法GB-2653
2 地震抗震设计规范的要求和计算
2.1水平地震作用公式
锅炉钢架的尺寸设计一般在40米以下，对于各种锅炉原件悬挂和悬吊于顶板之上的锅炉设计，在单质点体系的设计过程中，锅炉的钢架抗震计算可以采用底部剪力法来进行近似值的取值。也就是说，在作为水平地震力的演算过程中，主钢架的各层重结构，可以采取设备重、钢架自重、平台自重、平台活荷重的参数因数来计算得知，水平地震作用的计算公式如下：
在这个算式比例中，不同的节点，其重力荷载是假想水平荷载算出的，在结构顶点位移的过程中，可以使用一定的数值替代，判断结构自振周期的计算结果是否合理，根据位于顶点计算带入方式的范围，然后观测取值是否在范围之内。经过分析和实验，抗震测算人员可以在0.2和1.0之间找出最接近于锅炉钢架的结构自振周期参数。
3 中小型锅炉钢架抗震设计深入开展的准备工作
要从理论上详尽地深入分析锅炉钢架这种特殊钢结构的特点，刚下的延展性在进行抗震性能检测的过程中势必发挥出一定的作用，在进行必要的实验和测试工作的积累过程中，为了积累数据，为各项系数的选择提供更加准确的理论依据，大量的数据测算是必不可少的。但是有一点需要了解的就是，由于地震每一次的破坏程度和地震参数并不相同，而地震一般来说是相对比较复杂和罕见的，对于每一次历史上的大地震，虽然我们可以进行深入的调查和数据的收集以及整理，但是整理工作固然复杂而繁琐，整理的数据，其可信度和信效度也应该经过反复的校验。尤其是每一次数据的检测是否能适用于对于下一次地震预测工作，是中小型锅炉钢架抗震结构地震抗震检测和预测人员所必须要考虑的实际问题。
地震影响系数，肯定会受到结构自振周期参数的影响，通过分析和检测，找到接近锅炉钢架的取值区段，才能够简化锅炉钢架地震力的计算方法。重力荷载和地震影响效应对于结构的抗震能力和结构的延展性又比较大的影响，也会提出很高的要求。尤其是当中小型锅炉钢架结构层数比较多的时候，控制结构性能的设计参数已经不仅仅是考虑构件的抗弯能力，而且还要考虑控制结构能力的设计参数结构的抗侧移刚度和延展性。带有偏心支撑的框架支撑结构，往往具备中心支撑体系的侧向刚度比较大的特点，做好多道抗震防线，减少钢结构支撑构件的轴向力，就可以减少中小型锅炉钢架抗震结构支撑失稳的比率。
目前比较常用的方法，就是在中小型锅炉钢结构抗震设计的过程中，使用钢框架抗震墙板结构，也就是说带有竖缝剪力墙板或者是水平放剪力墙板的结构，与钢框架结构相结合，在内藏混凝土墙板的情况下，采用钢抗震墙板和钢框架结构的结合体，可以很好地控制侧向刚度。考虑到中小型锅炉钢架抗震结构设计和建筑房屋结构设计之间的关联性，我国的《建筑抗震设计规范》中明确建议中小型锅炉钢架结构可以采用组合的形式来提高整个的承重能力，尤其是有的锅炉钢结构为了提高结构抗倾覆能力，可以增加结构下部的整体性，为了减少结构沉降，采用可靠的埋藏深度来应对足够的承受力和刚度要求。
中小型锅炉钢结构的钢材要求品质比较高，钢材具有抗拉性，并且应该有明显的屈服台阶，钢材的可焊性和比较合格的冲击韧性也应该被考虑在内，举例来说，对于度时测量和曲阜测量实测值的比值，一般要求不小于1.3，伸长率应该大于25%。对于钢结构的选定材质，应该用质量相对比较优异的，比如说等级B、C、D的Q235钢材材质，选择钢板厚度不小于40mm厚度来进行拉力实验之后投入正式使用。
结束语：从理论上分析，锅炉钢架特殊钢结构的特点，找出影响锅炉钢架抗震性能的主要因素，是本文的重要研究目的，也是能够更接近于实际使用过程的应用案例基础。在实践的过程中建立必要的实验数据模型，积累相关的数据和具体的应用准则，可以更好地界定准确悉数的选择。针对于地震的罕见性和地震影响的复杂性，结合地质构造，对于每一次大地震对于锅炉钢架结构的危害进行非常深入的调查和研究，收集有关的数据之后经过合理的公式计算归纳总结成有用的参数体系。这几项工作是相辅相成、密切相关，不可分离的。
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论文作者:王达
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/26
标签：钢架论文; 锅炉论文; 结构论文; 钢结构论文; 过程中论文; 刚度论文; 延展性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;