工业厂房框排架结构设计探究

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摘要:框排架结构，在电厂工业厂房中起到明显的作用，是现代电厂工业厂房中，比较常用的结构方式，充分发挥出框排架结构的稳定、安全优势，优化框排架结构厂房的运行环境。所以，本文主要以电厂工业厂房项目为例，探讨框排架的结构设计。

关键词:电厂;工业厂房;框排架结构

电厂工业是我国行业中的重点建设项目，随着我国电力资源应用范围逐渐广泛，电厂工业面临着很大的建设压力，尤其是厂房结构方面，既要保障安全，既要符合电厂工业发展的需求。近几年，电厂工业厂房设计中，比较注重排框架结构的应用，目的是满足电厂工业厂房的需求，框排架结构具有稳定的支撑作用，增加了厂房的跨度，电厂工业发展中，根据自身的情况，规划好厂房框排架的结构设计，满足现代电厂工业的基本需求。

1电厂工业厂房框排架结构设计要求

第一，电厂工业厂房框排架结构，设计图纸和参数，要符合结构的整体要求，设计人员要从厂房框排架结构的整体角度出发，把控好图纸与参数的整体设计，促使设计图纸和参数，都符合施工的整体要求，以免影响到框排架结构的设计状态。第二，框排架结构方案的合理性要求。厂房框排架结构设计，其方案要合理，准确选择框排架的结构、体系，把控好框排架的受力，简化框排架的受力设计。电厂工业厂房框排架结构的设计要求中，如果单元结构相同，就要注重整体性设计，综合考虑厂房的现场、地质以及基建，提高框排架结构设计的综合性，完善框排架的结构方案。

2电厂工业厂房框排架结构设计方法

2．1选型与方案设计

电厂工业厂房框排架的选型和方案设计，要符合电厂项目的实际情况。电厂工业厂房，均具有自身的特点，其在抗震性、强度等方面，对框排架结构的设计要求不同，由此在电厂工业厂房框排架结构设计时，应该提前勘察电厂工业厂房现场的地质，同时掌握厂房的位置、建筑面积、工艺参数和结构方式等，框排架的结构选型，可以分为框剪、框架、砖混等类型，也是选型设计中的要点，做好各项选型工作后，才能规范框排架结构方案的设计［1］。在框排架选型和方案设计中，还要结合电厂工业厂房的情况，制定方案的指导书，专门用于指导厂房框排架结构施工，而且指导书中，需要协调好各个专业的项目，保障各项专业的协调性，由技术专业，向结构专业提资，此时结构专业就要依据技术要求，准确的布置电厂工业厂房框排架的方案，同时将方案的内容及时反馈到参建的项目单位，促使方案可以有效应用到各个专业中。

2．2结构建模的设计

电厂工业厂房框排架结构的建模设计，主要以参数计算为主。该设计阶段，利用卷册和提资的方法，为结构建模提供设计的依据。建模参数设计期间，框排架结构不同专业的人员之间，主动进行沟通，掌握好框排架在电厂工业厂房中的实际表现，进而才能在建模中，准确的统计出荷载、预埋件以及孔洞参数，并且依照厂房框排架结构中的荷载，规范好结构设计［2］。建模中，不同的工况，需提供不同的结构设计方式，涉及到不同的组合值以及准永久系数，在厂房框排架结构建模中，采用组合的设计方法，得出匹配的参数，在提资后实行建模设计，电厂工业厂房框排架结构建模设计期间，整个框排架的结构指标，都要符合结构的科学性，采用控制与调整的方法，确保框排架中刚度比、位移比、剪重比等指标，都达到科学合理的状态。结构建模设计后，安排构件试算，保证建模结构中的轴心压力、扭矩等参数，都处于稳定的状态，尤其是内力分析时，必须确定出框排架结构的截面参数，在结构建模计算的最终阶段，依照结构内力，规范好构件的参数，如建模中，框排架的指标参数，未达到规范要求，就要重新调整建模中的构件，调整框排架结构的布置方式，完善电厂工业厂房框排架的设计环境。

2．3优化框排架结构

电厂工业厂房框排架结构的优化设计，是一项重要的事项，结合电厂工业厂房的现场环境以及框排架的设计，提出优化的设计要求，强调厂房框排架结构的规范性。(1)优化结构分布。电厂工业厂房结构框排架设计时，结构分布中采取了优化的方法，保障结构分布，能够按照框排架设计要求实施。结构分布的优化，主要是调整结构中不符合规范的地方，注重结构布置的规则性，特别是层高、断面的参数，注重各项构件的均匀性，如:抗侧力构件、结构构件等，防止框排架结构在施工期间，出现短柱、错层的问题［3］。电厂工业厂房具有自身的特点，优化时注重结构的规则性，找出框排架结构不规则的实际原因，实行优化分布，改进结构不规则的问题，强调框排架结构分布的准确性，促使厂房框排架结构在电厂运营中，能够表现出耐久、安全的特征。(2)优化材料使用。材料是工程的重点，材料的用量、成本等，均是结构设计中的关键问题。电厂工业厂房框排架结构设计中，为了提高材料的使用质量，在优化阶段，对材料实行优化处理。优化材料时，先要保障框排架在电厂工业厂房中的安全性，再实行材料使用的分配，在此基础上，最大程度的降低材料的使用量，而且材料使用量，要始终保持在一定水准，以此来衡量框排架结构设计的水平。框排架结构材料，经过优化后，符合节能减排的要求。材料使用的优化方面，比较关键的是材料的选择，设计人员在电厂框排架厂房方面，提供成熟的设计方案后，优化材料的使用，根据框排架结构的设计，检查方案中的材料是否合理，掌握好材料的性能、参数，保证材料与框排架的匹配性，优化中，经过比较选择出最佳的材料，进而分配好材料的使用，充分发挥材料的优势。(3)优化制图操作。图纸是电厂厂房框排架结构施工的依据。图纸中体现了厂房框排架的结构状态，以平面图的方式，提供给施工单位，由此施工人员才能领会设计者在框排架厂房上的意图。因为电厂工业厂房框排架结构设计图纸非常多，很容易潜在缺陷、误差等，所以在制图方面实行优化操作，专门把控框排架结构图纸的制作。一般情况下，电厂工业厂房框排架结构，采用电算结构的方式，生成图纸，优化时，注意图纸的规范性，根据国家及行业的制图标准，统一规划图纸设计，加强制图的规范性控制力度，以国标图集为依据，标注图纸，制作成通用图，完成图纸优化的操作。

2．4框排架节点设计

厂房框排架的节点设计中，运用了STAWE软件，对厂房的整体框架实行计算，通过STS接口，连接框排架的节点。电厂工业厂房的框排架结构中，涉及到大量的节点，节点连接时，采用焊接、拼接的方法，最终目的是维护框排架结构的安全与稳定。框排架节点设计时，尽量不要出现结果与节点不匹配的问题，确保节点计算结果，可以满足最终的连接要求。本文以节点抗震为例，分析厂房框排架节点的设计。例如:某电厂厂房框排架节点，其框排架的抗震设计上，验算了梁柱连接节点的极限承载力，适度加强盖板厚度，当满足“盖板厚+梁翼源厚＞柱翼缘厚”条件时，即可确定厂房框排架节点稳定。

2．5混凝土结构计算

厂房框排架结构计算中，同样采用了SATWE软件，例举结构计算中的几点内容。如:(1)电厂工业厂房框排架建模时，在设备基础下方，设计主梁承托与次梁承托，如基础平面面积大，可以适度增加承托的数量;(2)软件内输入框排架混凝土的参数，在参数建模验算时，注意双向地震因素，结合振型调整混凝土结构工况;(3)混凝土结构计算方面，全面分析抗震设计，调整结构的总信息，在位移数据计算中，在周期参数方面，以刚性楼板假定为计算条件，促使框排架的混凝土结构，符合抗震规范的基本要求。

3电厂工业厂房框排架结构设计案例

以某电厂厂房结构为例，分析框排架的设计，该电厂厂房是热力站的地面式厂房，主厂房长度98.4m，厂房底板高程是1262.91m，该厂房选用的是框排架结构，经过抗震、延性、刚度等参数的研究，规划出框排架结构的设计方案，如:(1)根据机组的尺寸，设计框排架的布设，厂房框排架的上游侧宽是15m，下游侧宽10.5m，布置好框排架结构中的机组间距，预留伸缩缝，在伸缩缝左右，规划排架柱，在框排架中构成双柱类型;(2)简化框排架的计算，在横向平面排架、纵向平面排架上，实行有效的计算，在横向设计时，规范了传递轴力，根据偏心影响，设计柱子的内力，纵向上设计纵向连系梁;(3)组合设计恒荷载、活荷载等数据，加强框排架结构在该厂房中的稳定性。

4结束语

电厂工业厂房结构，对空间利用的要求比较高，在电厂工业厂房的实际案例中，明确框排架结构设计的原则，同时落实好设计方法，维护框排架结构设计的科学性，更重要的是维护电厂工业厂房结构的稳定性，提高电厂工业厂房的安全水平和质量性能，为电厂大规模的发展，提供基础的厂房服务，体现出框排架结构设计的优势。

作者:李 良 王志宇 唐佳赟 袁 沈 孙 刚 王 磊 单位:中机国能电力工程有限公司

参考文献

［1］张珂．电厂工业厂房框排架结构设计分析［J］．江西建材，2016(01):36－37．

［2］赵泽宁．特种工业厂房框排架结构设计的探讨［J］．山西建筑，2014(23):60－61．

［3］于大永．上柱铰接排架结构在工业厂房中的设计应用［J］．钢结构，2015(08):53－54．