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    石化鋼格板框架平臺水平支撐設計問題探討
    發布人:管理員   發布時間:2022-2-22

            室外露天鋼格板框架、鋼平臺樓面鋪設鋼格柵板相對較多。大多數承重鋼平臺體系具有承擔支撐化工設備和樓面設備檢修雙重作用。格柵板樓面本身平面內外剛度較弱,達不到剛性橫隔板的要求,且大型重型設備布置框架局部樓層,導致結構上下質量極不均勻,框架體系整體抗震性能和變形不能滿足《石油化工構筑物抗震設計規范》的要求。大多數設計人員通過改變豎向構件截面、加大樓層梁截面來增強抗側剛度,忽略樓層設置水平支撐來調整鋼平臺剛度,改善水平傳力的途徑,達到各抗側力構件變形協調的作用。因此,通過采取加強樓層水平力傳遞構件的剛度,即對此類化工設備承重鋼平臺結構體系設置水平支撐;樓面設備支、吊、墩等部位設置水平斜支撐和合理布置樓面次梁等措施,加強樓層面剛度,對抗側力剛度較弱的豎向框架,提高了其結構體系的整體剛度和內力變形協調,達到減小構件截面,節約材料,降低工程成本的目的。

                                                   

            在鋼格板框架平臺樓面梁上翼緣設置水平斜支撐,次梁與次梁之間布置斜支撐,使每個鋼平臺形成類似平面整體桁架形式,相當于樓面形成鋼隔板,增強樓面的次梁整體剛度,使得豎向各抗側力框架構件整體變形協調一致,有利于樓面局部集中荷載水平力的傳遞。從位移變形模型可以看出,樓層承重梁上翼緣設置斜支撐的鋼平臺相對變形明顯減小,結構整體變形趨于均勻,突變減少;特別是躍層的塔式設備支撐點布置在上翼緣的鋼平臺,在地震作用下,相對變形減少,起到整體變形一致的效果。
            在鋼格板平臺框架梁間設置梁下翼緣十字水平支撐,各樓面次梁未與水平斜撐相連,未形成平面次梁間之絎架形式,樓面梁間的側向剛度并未增強,沒有提高樓面集中水平力傳遞路徑處構件的剛度;該水平支撐只增強了各豎向抗側力構件整體抗側剛度,樓面集中力處的承重構件扭轉效應明顯,特別是承重設備的平臺梁,從模擬樓層變形來看,承重梁的側向剛度并未改變,相對變形比未設置水平支撐的樓面水平變形更大。承重樓面梁局部變形突變明顯;其他非承重樓層樓層變形更趨于均勻。這說明,對非承重的操作層,設置鋼平臺框架梁下翼緣水平斜支撐,增強框架體系的整體剛度比較明顯,而承重設備樓層梁則不利,并未增強承重質點支撐處的側移剛度。對于承重設備的樓層,外荷載引起各構件內力形式更為復雜,簡化外荷載內力的傳遞路徑,加強路徑構件的側移剛度,宜在鋼平臺設備的支、吊、墩等部位設置水平支撐,改善鋼平臺的剛度一致性,使框架體系整體變形更趨于均勻。

            在鋼格板框架平臺梁上翼緣或下翼緣設置不同形式的水平支撐,均能增強結構體系的整體剛度,平面內剛度較弱的鋼平臺(鋼格柵板平臺),相鄰鋼框架之間的樓層約束機制較弱,使得框架結構整體體系的剛度較弱。在結構質量不變的情況下,通過設置鋼平臺的不同形式和部位的水平支撐體系相應來調節框架梁樓層面或樓面次梁平面剛度,協調不同豎向抗側力體系的抗側力能力,提高結構體系樓層位移角限值,增強結構的抗側剛度和整體剛度,做到節約材料并優化結構方案。

                                                      
          
            抗震設防要求鋼結構構筑物依據工業項目鋼結構體系的受力形式的不同和方案的優化特點,參照《石油化工構筑物抗震設計規范》要求,區分水平支撐的設置部位及形式。分具體情況設置不同水平支撐,即當平臺鋪板采用鋼格柵板時,有無支撐設備均宜每層設置水平支撐;當鋼結構構筑物各榀框架側移剛度相差較大,宜在中間層和頂層設置水平支撐,且設備支撐部位也宜設置水平支撐;當鋼結構豎向支撐布置不規則時,宜在豎向構件側向剛度薄弱的相應部位設置水平支撐;承擔樓層面均勻面荷載的鋼平臺,宜在框架梁下翼緣設置十字水平支撐;承擔集中載荷的鋼平臺,宜根據鋼平臺設備支、吊、墩的部位,相應設置承重梁上下翼緣的水平支撐形式。
            非地震作用的鋼結構構筑物,承擔設備自身水平荷載較大的鋼平臺部位,宜設水平支撐體系,有利于水平力的約束和樓層剛度的增強。水平支撐的形式有X形支撐,通常設置在梁下翼緣;單斜桿支撐,通常設置在梁上翼緣,下翼緣承擔水平荷載的,宜設置在下翼緣。水平支撐的連接構造要求,即下翼緣水平支撐的端部宜與相應樓面梁的下翼緣和腹板同時連接;上翼緣水平支撐的端部宜與相應樓面梁的上翼緣和腹板同時連接;水平支撐應與框架豎向支撐相協調;水平支撐應與承重梁的設備支、吊、墩等部位相協調;框架樓或樓面梁可作為水平支撐系統的弦桿,斜桿與弦桿的夾角宜為30°~60°。水平支撐可與樓面梁翼緣用節點板連接或直接與梁翼緣焊接連接“,上下翼緣水平支撐連接如圖所示。

                                                       
          
            鋼結構具有強度大、質量輕、結構可靠等優勢,在土木結構中使用,可以顯著提升經濟環保效益。各項目主體應當正視鋼結構****性,積極引進和推廣鋼結構施工技術,結合實際對碳素鋼材、低合金鋼材進行選用,綜合應用螺栓、焊接等連接方式,做好防銹處理,全面提升鋼結構穩固性,為土木工程項目質量奠定扎實基礎。


     


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