摘要：常规的火力发电厂工程项目中，主厂房通常采用汽机房、除氧器间及煤仓间三列布置的形式，这样的布置方式决定了主厂房结构只能采用纵向框架、横向框排架的结构体系。为了进一步的提高火力发电厂的社会效益，汽机房的工作质量需要得到有效的保障。竖向框排架的结构体系是当前最适合我国活火力发电厂的结构体系。基于此，本文主要对火力发电厂汽机房竖向框排架体系的应用进行分析探讨。
关键词：火力发电厂；汽机房；竖向框排架体系；
前言
随着我国电力建设事业的不断发展，火力发电厂的工艺水平不断提高，单机容量不断增大，主厂房的体型越来越大，高度、跨度不断加大，汽机房——侧煤仓间方案被提了出来。侧煤仓间方案是将传统意义上的主厂房拆分为汽机房和煤仓间两个单体，煤仓间放置于锅炉之间，汽机房放置于锅炉前侧，该方案最大程度地减少了主厂房尺寸、用地面积及管道长度，达到了降低投资的目的。
1工程概况
某电厂一期2X600MW级机组工程，为新建工程，抗震设防烈度为6度，设计基本风压0．35kN/m2。汽机房采用钢筋混凝土竖向框排架结构，汽机房横向跨度为32m，纵向柱距为9m、10m、12m，汽机房纵向总长度为171．5m，内设有两台QDWHX80/20－30．5桥式起重吊车，额定吊重为80/20T，行车跨度约30．5m，轨顶标高27．5m，柱顶标高33．70m。汽机房主要分3大层：其标高分别为0．00m、6．90m、13．70m。0．00m层主要布置有电动给水泵、凝结水精、400V厂用配电装置；6．90m层为管道层，发电机励磁设备和母线桥及高、低加热器；13．70m层为运转层，布置有汽动给水泵及汽机检修场地，两机间留出一档（12m宽）检修起吊孔。汽机房屋面为不上人屋面，顶设屋顶通风机。
2布置结构
由于汽机房在火力发电厂中占有重要得多地位，因此在结构的布置过程中，需要通过合理而科学的实际，保障结构的基本性能，从而实现火力发电厂的高质量运行。
2.1对于柱网的布置
在汽机房柱网的布置过程中，应该从结构的既定特点出发，使结构布置满足工艺专业运维要求。在实际施工过程中，为满足发电厂的基本需要，我们采用了纵向的框架－钢支撑体系，使两个单体结构共同组合形成了汽机房，进而完成了汽机房的柱网布置工作。
2.2对于楼层的布置
在火力发电厂的布置过程中，需要按照结构高度将发电厂分为零米、中间管道、运转层以及屋面几个层次。通常情况下，在平面布置进行的过程中，我们选择将主油箱、水泵、加热器和各种管道及相关的设备在发电机基座的周围进行布置。与此同时，汽机房的内部必须设有桥式起重吊车。起重吊车的参数也需要满足工程是额定要求。汽机房中的运转层和中间层需要通过框架完成和排桩之间的连接，这将有利与框架体系的形成。另一方面，屋面的钢梁结构要与排柱铰进行连接，进而形成排架结构。为了避免汽机房楼面出现过大开洞的现象，在结构的设计过程中，要严格控制楼板的刚度。
3工程设计过程中的主要注意事项
在火力发电厂是汽机房建设中，竖向框排架体系的应用能够有效的实现对工程建设造价的控制。但想要使竖向框排架结构充分发挥出其优势，在工程设计的过程中必须要避免一些问题的出现。竖向框排架结构的主要特点是在平面和竖向的布置方面不够规则，与此同时，在纵向和横向以及竖向方面的质量分布也不够平均。影响竖向框排架结构正常发挥作用的因素比较多，在设计过程中，必须做好对于一些细节性问题的处理，才能使其优势得以发挥。
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3.1荷载
荷载取值根据机组的大小规模及布置形式，结合工艺专业提供的荷载资料，采用并应同时满足国家规范《建筑结构荷载规范》GB50009－2012及行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022－2012的要求。需注意的是，在设计过程中，应根据工艺资料提供的荷载及设备检修位置考虑荷载。
3.2对于参数的确定
由于受框架自身机构特点的限制，结构对于抗震性能的要求相比于其他结构的要求会更高。根据国家建筑部门的相关要求，竖向框排架结构体系在建造的过程中，应是框架的高度的分界降低4m，才能被使用。案例中工程的33.70m从理论上来讲防震强度应该达到六级以上这就要求结构在设计过程中，应该按照一级框架的标准来进行设计。
3.3对于结构的设置
无檀屋盖结构是最适合汽机房的屋盖结构。为了保障汽机房的使用性能，在屋盖体系进行设计时，应该注重完善屋盖的支撑结构和构件之间的连接。在设计过程中，不应该选择山墙承重的方式。要保证顶层排架跨的中心与结构的刚度中心的重合，从而保证结构整体的稳固程度。
3.4计算分析与截面验算
地震作用的计算宜采用空间结构模型，质点宜设置在梁柱轴线交点、牛腿、柱顶、柱变截面处和柱上集中荷载处。确定重量荷载代表值时，应根据《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022-2012的要求选用。竖向框排架结构厂房下部框架部分的地震作用效应调整和抗震验算应符合《建筑抗震设计规范》6.2节内力调整的相关规定，与排架柱相连的顶层框架节点处，柱端组合的弯矩设计值应按第6.2.2条进行调整，其他顶层框架节点处的梁端、柱端弯矩设计值可不调整。顶层排架设置的纵向柱间支撑，与柱间支撑相连排架柱的下部框架柱，一、二级框架柱由地震引起的附加轴力应分别乘以调整系数1.5、1.2；计算轴压比时，附加轴力可不乘以调整系数。竖向框排架结构的排架柱，是厂房的薄弱部位，需进行弹塑性变形验算。
3.5构造要求
竖向框排架结构的顶层排架设置纵向柱间支撑时，与柱间支撑相连排架柱的下部框架柱，纵向钢筋配筋率、箍筋的配置应满足《建筑抗震设计规范》第6.3.7条中对于框支柱的要求，箍筋加密区取柱全高。其余构造要求同框架结构的构造要求。竖向框排架结构的下部框架结构梁柱是刚接的，这就要求混凝土施工应该整体浇筑，若施工条件及工艺满足要求，应尽量采用整体浇筑的方案。
结语
随着我国电力建设事业的不断发展，秉着节约投资、减少浪费的原则，火力发电厂汽机房—侧煤仓间的布置方案将会得到越来越多的应用。通过以上分析，汽机房竖向框排架结构设计时体会如下：
1）竖向框排架结构平面、竖向布置不规则、不对称，纵向、横向和竖向的质量分布很不均匀，结构的薄弱环节较多；地震反应特征和震害要比框架结构和排架结构的附注，表现出更显著的空间作用效应，所以应与常规的框架结构设计的关注点有所不同，根据规范的相关要求，重点关注结构的薄弱位置。
2）建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。
3）设计中应考虑工艺重型设备荷载尽量布置在低处，这种布置对土建结构有利。
4）设计中应考虑竖向框排架结构的上部排架柱是否能满足吊车安全运行的要求，在水平刹车力的情况下排架柱的侧移是否满足要求。
5）当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施或设置缝分开形成较为规则的布局。
参考文献：
［1］刘永涛，李欢．框排架结构厂房设计分析［J］．科技信息，2010（18）．
［2］王春利，张昱．火电厂汽机房屋面及屋架方案研究［J］．价值工程，2014（34）．
论文作者:檀永杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/16
标签：排架论文; 汽机论文; 结构论文; 火力发电厂论文; 荷载论文; 过程中论文; 框架论文; 《基层建设》2018年第28期论文;