某燒結(jié)項(xiàng)目降塵室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

郝 雨 廖小鋒

(中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇南京 210019)

1 工程簡(jiǎn)介及降塵室設(shè)計(jì)［1］

1.1 工程簡(jiǎn)介

某鋼廠新建1×180 m2燒結(jié)機(jī)，年產(chǎn)整粒冷燒結(jié)礦200萬t。本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別Ⅲ類，設(shè)計(jì)特征周期0.45 s。基本風(fēng)壓:0.40 kN/m2，地面粗糙度:B 類?；狙?0.65 kN/m2。本燒結(jié)項(xiàng)目含一降塵室，降塵室的形狀及大小由燒結(jié)專業(yè)確定。降塵室工作壓力－16 500 Pa，最大－21 000 Pa，粉塵粒度0 mm～10 mm。

1.2 降塵室設(shè)計(jì)

1)柱。

降塵室有8根鋼柱支承，柱距均為6 m，箱體以下柱采用熱軋H型鋼HM390×300×10×16，箱體內(nèi)柱采用HW400×400×13×21。由于結(jié)構(gòu)豎向及水平荷載均不太大，采用變截面柱能節(jié)省不少鋼材。

2)骨架。

主梁橫向布置，截面為HN400×200×8×13，次梁豎向布置，截面為HN200×100×5.5×8，間距均大約為2 m，主次梁形成2 m×2 m的框格。

3)鋪板。

在主次梁形成的框格內(nèi)布置間距不大于500的雙向加勁肋，形成密肋鋪板。

4)支撐為增加水平剛度，在降塵室兩方向均設(shè)置柔性支撐。

2 框格及密肋鋪板計(jì)算分析［2，3］

2.1 模型及加載

鋼鋪板厚度為 5 mm，加勁板 －90×6，鋪板承受風(fēng)吸力－21 000 Pa，采用SAP2000進(jìn)行建模計(jì)算，模型見圖1。

2.2 計(jì)算結(jié)果分析

1)應(yīng)力。

從圖2可以看出，鋪板最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在與加勁連接處，約為130 MPa，滿足強(qiáng)度要求。

2)撓度。

在荷載工況標(biāo)準(zhǔn)組合下，得到鋪板的撓度如圖3所示，從圖3中可知，鋪板的撓度等值線呈梅花狀分布，中部附近撓度最大，達(dá)到9.8 mm，滿足規(guī)范［1］要求。

3 整體計(jì)算模型及結(jié)果分析

3.1 模型

經(jīng)過密肋鋪板計(jì)算得知在鋪板安全的前提下，鋪板的加勁可不必逐個(gè)建立到計(jì)算模型中，只需通過質(zhì)量相等的原則把加勁等效成一定厚度的鋼板增加到鋪板中。因此，鋪板在整體計(jì)算中起到傳遞荷載的作用。通過這種方法簡(jiǎn)化后建立降塵室的模型如圖4所示。

圖1 框格及鋪板計(jì)算模型

圖2 SY應(yīng)力

圖3 鋪板撓度

3.2 計(jì)算結(jié)果分析

以構(gòu)件應(yīng)力比為控制指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面進(jìn)行多次優(yōu)化。圖5為降塵室立面的設(shè)計(jì)應(yīng)力比，圖中各構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)力比約為0.75，保證結(jié)構(gòu)安全性的前提下盡量節(jié)省鋼材。

圖4 降塵室計(jì)算模型

圖5 立面設(shè)計(jì)應(yīng)力比

4 結(jié)語

本文先介紹該燒結(jié)項(xiàng)目降塵室的工程概況及設(shè)計(jì)過程，然后用SAP2000軟件對(duì)結(jié)構(gòu)中的密肋鋪板單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算分析，最后按質(zhì)量等效方法簡(jiǎn)化后建立降塵室的整體模型。通過多次這種循環(huán)計(jì)算得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

［1］GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］汪一駿，顧泰昌.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］北京金土木軟件技術(shù)有限公司，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.SAP2000中文版使用指南［M］.北京：人民交通出版社，2011.