石油化工鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計(jì)方法

來(lái)源：建筑設(shè)計(jì) 瀏覽：- 發(fā)布日期：2024-05-10 08:40:18

在設(shè)計(jì)石油化工鋼結(jié)構(gòu)廠房，尤其是大型化工廠房時(shí)，不能想當(dāng)然地設(shè)計(jì)，而是要結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮地理環(huán)境等因素。在充分了解石油化工鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際工業(yè)需求后，找到最優(yōu)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)優(yōu)先考慮工程質(zhì)量，可以在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中傳達(dá)節(jié)能、環(huán)保、美觀的理念。

1、石油化工廠房的結(jié)構(gòu)平面布置

石油化工廠房一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和龐大，其設(shè)計(jì)必須遵循一定的設(shè)計(jì)規(guī)則，許多化工廠房工藝設(shè)備重量不均，難以分散作用在化工廠房結(jié)構(gòu)上的力，如果結(jié)構(gòu)不合理，受力將出現(xiàn)不均勻。一旦發(fā)生地震，就會(huì)造成更大的破壞。在規(guī)劃過(guò)程中，化工廠房最好設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形，在三維設(shè)計(jì)中，應(yīng)做好化工廠房結(jié)構(gòu)的幾何對(duì)稱(chēng)分布，在一些建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)單元中，應(yīng)對(duì)稱(chēng)分布一些抗側(cè)力構(gòu)件。如果工藝設(shè)備本身比較笨重和密集，則應(yīng)將其放置在剛度中心附近，確保化工廠房中的受力相對(duì)均勻。在結(jié)構(gòu)剛度差異較大的化工廠房中，必須安裝一些抗震接頭。在進(jìn)行重型吊車(chē)鋼柱的選型時(shí)，應(yīng)充分考慮鋼材消耗的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和固定材料的方便性。通過(guò)實(shí)腹柱和格構(gòu)柱兩種方法，設(shè)計(jì)人員可以充分比較各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，根據(jù)實(shí)際情況綜合評(píng)價(jià)，選擇最佳方案，既保證了工程的合理性，還可以通過(guò)設(shè)計(jì)提高施工的便利性和經(jīng)濟(jì)性。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較大，在水平荷載作用下，產(chǎn)生的側(cè)移較小，比較適用于120米高度范圍的超建筑結(jié)構(gòu)，但其存在著結(jié)構(gòu)自重較大的問(wèn)題，在遭受地震災(zāi)害時(shí)，產(chǎn)生的典型破壞形態(tài)有剪切破壞和彎曲破壞，會(huì)對(duì)墻肢和連梁造成不同程度的損傷，因此，需要針對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。剪力墻布置應(yīng)該遵循雙向均勻、對(duì)稱(chēng)、封閉等基本原則，側(cè)向剛度和抗扭剛度必須滿(mǎn)足抗震需求，控制剪力墻高寬比及單片剪力墻的長(zhǎng)度，避免長(zhǎng)墻剛度過(guò)大及受彎變形造成鋼筋拉斷等情況，同時(shí)保持豎向剪力墻結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，上下洞口的排列要盡可能整齊。相對(duì)而言，剪力墻中的連梁更容易遭受剪切破壞形成斜裂縫。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不能讓連梁的剛度太大，那樣會(huì)違背強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)理念。如果連梁的跨高比小，那么可以采用交叉配筋、菱形配筋等多種方式，提高連梁的延性和耗能能力，這樣有利于控制整體剛度，更好地吸收地震作用。

3、門(mén)式剛架抗震設(shè)計(jì)

與單層的建筑工程有所不同，門(mén)式剛架的自重較輕，可以在實(shí)際建設(shè)時(shí)應(yīng)用在墻面和屋面上。所以，依據(jù)《抗規(guī)》規(guī)定，在對(duì)單層輕型的廠房進(jìn)行建設(shè)時(shí)，不能應(yīng)用門(mén)式鋼架抗震設(shè)計(jì)。首先，從設(shè)計(jì)上的角度上來(lái)看，單層的輕型門(mén)式建筑物鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，不用對(duì)7度以下的抗震烈度設(shè)防地區(qū)進(jìn)行驗(yàn)算，但如果大于7度，那么就要從鋼結(jié)構(gòu)的橫縱向進(jìn)行抗震驗(yàn)算，看其是否符合居住條件。其次，如果地震控制設(shè)計(jì)出現(xiàn)效應(yīng)組合作用時(shí)，那么就要采取相應(yīng)的抗震措施，使其與輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)相符。

4、合理調(diào)整結(jié)構(gòu)布局

在工業(yè)建筑工程當(dāng)中，通過(guò)合理調(diào)整結(jié)構(gòu)布局，不僅能夠?qū)ㄖこ坍?dāng)中的各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化布置，還能夠更好地回收和處理腐蝕介質(zhì)，利用自然環(huán)境的引流效應(yīng)，來(lái)減少建筑物的腐蝕。在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，首先就應(yīng)該針對(duì)建筑空間進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)，可以?xún)?yōu)先考慮線性結(jié)構(gòu)的形式設(shè)計(jì)方式，這樣就能夠保障與風(fēng)向保持一致，減少腐蝕問(wèn)題的發(fā)生。另外針對(duì)工業(yè)廢水也需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，要及時(shí)將這些廢水排出室外，也可以對(duì)排水坡度進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，這樣能夠提高排水的通暢性，也能夠減少由于積水而導(dǎo)致一系列腐蝕問(wèn)題。對(duì)于建筑物的基礎(chǔ)部分來(lái)說(shuō)，為了防止在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中對(duì)地下造成腐蝕，必須要嚴(yán)格控制侵蝕性液體的滲入，一般情況下可以對(duì)地面進(jìn)行防滲堵漏和排水，這種處理方式在濕度較大的地區(qū)還需要進(jìn)行一定的調(diào)整，必須要考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素來(lái)采取更加合理的保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)，否則其混凝土的保護(hù)層就會(huì)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生一定的開(kāi)裂和剝落。

5、變形控制設(shè)計(jì)

基于計(jì)算的假定值，普通鋼結(jié)構(gòu)框架的化工廠房設(shè)計(jì)通常假設(shè)屋頂剛度趨于無(wú)窮大，撓度太大而無(wú)法滿(mǎn)足要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)起重機(jī)軌道頂部位置的水平位移有非常嚴(yán)格的規(guī)定，如果頂梁剛度太小，鋼柱就會(huì)變成懸臂柱，位移達(dá)不到要求。在傳統(tǒng)屋面應(yīng)變控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是使用柱子和屋架相鉸接形成桁架屋面梁，這是由于屋面板的尺寸大，荷載相對(duì)較大，導(dǎo)致容易出現(xiàn)漏水的問(wèn)題，桁架屋梁的剛度越大，結(jié)構(gòu)安全性越高。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前一般化工廠房的建設(shè)主要采用實(shí)腹式梁和輕型的彩鋼板屋面。在這種情況下，屋梁變形問(wèn)題不嚴(yán)重，不存在漏水問(wèn)題，是比較理想的。因此，一般石油化工鋼結(jié)構(gòu)廠建筑物頂變形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須保證科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，以提高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。對(duì)于大噸位起重機(jī)和輕型屋面鋼結(jié)構(gòu)廠房，要注意解決屋面鋼梁撓度問(wèn)題，避免造成大量浪費(fèi)，因此，對(duì)于鋼梁撓度的設(shè)計(jì)指標(biāo)可以適當(dāng)放寬。

6、協(xié)調(diào)好生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)布置的關(guān)系

通過(guò)協(xié)調(diào)好生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)布置之間的關(guān)系，才能夠更好地為工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供更加優(yōu)化的服務(wù)。因此將廠房結(jié)構(gòu)設(shè)置和生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，才能夠全面的發(fā)揮廠房的使用功能，切實(shí)將當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)推向更加有利的位置，這就要求相關(guān)的工作人員在設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)以前，全方位的了解和掌握工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)，防腐蝕設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中所需的各項(xiàng)信息和資料，做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，確保工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更好地進(jìn)行。