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【摘 要】 近几年来,随着我国经济技术的快速发展,电力建设以及建筑技术也在同步发展起来,因此也带动我国的电厂建筑设计水平,有了飞跃的进步和发展,本文先介绍了火力发电厂主厂房的概况及结构布置所要遵循的原则,接下来分三类说了主厂房的结构选型,最后对主厂房的安全结构提出了一些建议。
【關键词】 火电厂;主厂房;结构;建议
一、火力发电厂主厂房概况及结构布置遵循原则
火力发电厂的主厂房结构设计一直是电力设计的一项重要内容,而现在随着国内燃煤机组容量的不断扩大,火电厂对主厂房的土建设计和施工设计技术有了更高、更多、更新的要求。主厂房作为电力工程的重点,其里面包含了火力发电厂各种重要的设备、管道、电缆及仪器仪表控制设备。主厂房跟一般建筑物特点不大相同,其特点为体积较为庞大、楼屋面错层比较多、楼面活荷载大、集中荷载不但多而且大、荷载的分布不均匀、起重机吨位较大,并且风荷载也较大,给结构设计带来一定的难度。因此,如何更好地选择火力发电厂主厂房的结构,以达到最佳的承载能力,借此提高主厂房的设计、施工技术,进而更好的推动火力发电厂的发展,有着十分重要的意义。
主厂房结构一般分为三种结构,钢筋混凝土结构、钢结构及钢—混凝土结构。钢结构在实际工程中应用较少,主要原因是其预算造价过高;而型钢-混凝土结构目前还处在理论研究阶段,在已建成的混凝土建筑中也没有实际的应用。钢筋混凝土在日常的土建中,比较经济、实用,不管是从结构布置特点还是从其动力特征及经济方面进行比较,都是应用比较广泛地一种混凝土结构。本文就着重对这三种混凝土结构,钢筋混凝土、钢结构以及钢—混凝土组合结构分别进行了详细的介绍及说明。在介绍之前,首先也应该了解一下一般主厂房的布置所应遵循的原则,这样才能更好的进行后续施工,以达到更好的施工效果。
一般主厂房结构布置主要应遵循以下原则:
1.严格按照施工工艺的布置要求,保证顺利安全的安装好厂房、让工艺正常运行及设备检修比较便利;
2.结构的可靠性要得到相应的保证,同时充分的保证主厂房及设备的合理性和耐久性;
3.充分的发挥各种施工材料的性能,并积极的指导新技术、新结构、新材料的引进;
4.在结构可靠度得到保证的前提下,对结构进行更优化的设计,同时节省材料,缩短施工工期,已达到降低整个工程的造价。
二、主厂房的结构选型
主厂房结构从材料上可分为钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构及钢结构。
1.钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构技术分为装配式钢筋混凝土结构和泵送式钢筋混凝土结构。近几年发展比较快的是泵送混凝土技术和商品混凝土,其采用现浇钢筋混凝土结构对主厂房进行结构设计已得到了广泛地应用。装配式混凝土结构也具有相当多的优点,如:在木材使用方面较节省、各个构件也比较统一、比较工厂化,可以在现场预制大型构件、高空作业也可相对减少、劳动条件也可改善,进而可以加快施工进度、缩短工程项目的施工周期、节省人力成本。所以一般在严寒地区或有大型施工机具能力时,仍然会继续采用装配式结构。不论是现浇钢筋混凝土结构还是装配式钢筋混凝土结构,要重视研究结构优化、计算方法、荷载及荷载组合,进而达到减轻结构自重的目的,在材料方面,为了有效地解决建筑工程中出现工程中大梁和柱子比较粗的问题,要尽可能地在工程施工中采用高强度混凝土和高强钢材。在施工中,因钢筋混凝土存在一些缺点,如受弯构件的抗拉性能差、延性差。可采取掺用纤维的办法,如掺钢纤维、掺耐碱玻璃纤维以及掺聚丙烯和尼龙等合成纤维制成的纤维混凝土,应用在框架结构的节点和楼板的梁中,可以大大提高混凝土的抗拉、抗冲击性能。根据我国的国情,在相当长的一段时期内,主厂房钢筋混凝土结构形式还不可能完全被钢—混凝土组合结构或钢结构取代,因此在现阶段钢筋混凝土结构仍是首选方案。此外,对钢筋混凝土结构的经济性影响比较大的一个重要因素就是,在施工现场存在模板作业多、消耗劳动力多的问题。随着市场经济的发展,我国的劳动力市场也相应进行了一些变革,劳动工的工价已在不断地提升,因此在主厂房结构选型和方案的比选中,要尽量采用现场作业对劳动力消耗比较低的结构方案。
2.钢—混凝土组合结构
钢-混凝土组合结构是一种新的结构形式,同时具有钢筋混凝土和钢结构两者的优点,如外包钢结构、钢管混凝土结构、组合梁结构和劲性钢筋混凝土结构等。由于其还处在起步阶段,所以还存在许多问题,如构造比较复杂、现场作业任务较多、对劳动力消耗大、技术经济指标不理想、工程预算、造价可能有点高,因此对组合结构的推广使用产生了很大的影响。以前采用的都是纯钢筋混凝土结构应用在中、小型机组主厂房的结构设计中,而这种情况很少存在于大机组主厂房结构设计中,如纵向框架梁和楼层纵梁已大部分采用钢结构,仅横向框架的柱和横梁采用钢筋混凝土结构,这也是一种钢—混凝土组合结构形式。在主厂房的汽机、锅炉平台和集控楼楼层中已采用组合梁楼层结构,但还只有神头二电厂、妈湾电厂在主厂房框架楼层板中采用过。在现浇楼层施工中大多采用钢模板,部分采用压型钢板作底模,但耗钢量增大,造价高。在西柏坡电厂汽机平台曾采用玻璃纤维增强水泥板(GRC)作底模,为节省钢材作了有益的尝试,取得了一定经验。在某些楼层结构跨度大、荷重大时,今后的发展方向是采用大型H型钢的组合梁楼层,如果能配合工业化规模生产的GRC板作底模,其综合技术经济指标将会比较先进。
3.钢结构
在有些项目,如火电厂需采用引进设备的项目和援外火电工程项目中,采用全钢结构形式的主厂房占绝大多数,少数火电厂采用的是国产设备,同时也采用了全钢结构。现阶段,在承担大型火电厂主厂房钢结构的设计等方面,我国已完全具备相应的施工能力和设计能力。后期随着建筑钢材产量的增加及新品种的不断出现和增多,钢材价格会出现相应的平稳和下降,采用全钢结构对于厂址处于高烈度地震区的软土地基区及机组主厂房,可能是较为经济合理的方案。在这方面要着重研究主厂房钢结构采用铰接的技术。即主厂房横向结构是以铰接体系为主,使除梁以外的构件以受轴力为主,侧向整体刚度大,构件截面较小,节点连接简单可靠。
【關键词】 火电厂;主厂房;结构;建议
一、火力发电厂主厂房概况及结构布置遵循原则
火力发电厂的主厂房结构设计一直是电力设计的一项重要内容,而现在随着国内燃煤机组容量的不断扩大,火电厂对主厂房的土建设计和施工设计技术有了更高、更多、更新的要求。主厂房作为电力工程的重点,其里面包含了火力发电厂各种重要的设备、管道、电缆及仪器仪表控制设备。主厂房跟一般建筑物特点不大相同,其特点为体积较为庞大、楼屋面错层比较多、楼面活荷载大、集中荷载不但多而且大、荷载的分布不均匀、起重机吨位较大,并且风荷载也较大,给结构设计带来一定的难度。因此,如何更好地选择火力发电厂主厂房的结构,以达到最佳的承载能力,借此提高主厂房的设计、施工技术,进而更好的推动火力发电厂的发展,有着十分重要的意义。
主厂房结构一般分为三种结构,钢筋混凝土结构、钢结构及钢—混凝土结构。钢结构在实际工程中应用较少,主要原因是其预算造价过高;而型钢-混凝土结构目前还处在理论研究阶段,在已建成的混凝土建筑中也没有实际的应用。钢筋混凝土在日常的土建中,比较经济、实用,不管是从结构布置特点还是从其动力特征及经济方面进行比较,都是应用比较广泛地一种混凝土结构。本文就着重对这三种混凝土结构,钢筋混凝土、钢结构以及钢—混凝土组合结构分别进行了详细的介绍及说明。在介绍之前,首先也应该了解一下一般主厂房的布置所应遵循的原则,这样才能更好的进行后续施工,以达到更好的施工效果。
一般主厂房结构布置主要应遵循以下原则:
1.严格按照施工工艺的布置要求,保证顺利安全的安装好厂房、让工艺正常运行及设备检修比较便利;
2.结构的可靠性要得到相应的保证,同时充分的保证主厂房及设备的合理性和耐久性;
3.充分的发挥各种施工材料的性能,并积极的指导新技术、新结构、新材料的引进;
4.在结构可靠度得到保证的前提下,对结构进行更优化的设计,同时节省材料,缩短施工工期,已达到降低整个工程的造价。
二、主厂房的结构选型
主厂房结构从材料上可分为钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构及钢结构。
1.钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构技术分为装配式钢筋混凝土结构和泵送式钢筋混凝土结构。近几年发展比较快的是泵送混凝土技术和商品混凝土,其采用现浇钢筋混凝土结构对主厂房进行结构设计已得到了广泛地应用。装配式混凝土结构也具有相当多的优点,如:在木材使用方面较节省、各个构件也比较统一、比较工厂化,可以在现场预制大型构件、高空作业也可相对减少、劳动条件也可改善,进而可以加快施工进度、缩短工程项目的施工周期、节省人力成本。所以一般在严寒地区或有大型施工机具能力时,仍然会继续采用装配式结构。不论是现浇钢筋混凝土结构还是装配式钢筋混凝土结构,要重视研究结构优化、计算方法、荷载及荷载组合,进而达到减轻结构自重的目的,在材料方面,为了有效地解决建筑工程中出现工程中大梁和柱子比较粗的问题,要尽可能地在工程施工中采用高强度混凝土和高强钢材。在施工中,因钢筋混凝土存在一些缺点,如受弯构件的抗拉性能差、延性差。可采取掺用纤维的办法,如掺钢纤维、掺耐碱玻璃纤维以及掺聚丙烯和尼龙等合成纤维制成的纤维混凝土,应用在框架结构的节点和楼板的梁中,可以大大提高混凝土的抗拉、抗冲击性能。根据我国的国情,在相当长的一段时期内,主厂房钢筋混凝土结构形式还不可能完全被钢—混凝土组合结构或钢结构取代,因此在现阶段钢筋混凝土结构仍是首选方案。此外,对钢筋混凝土结构的经济性影响比较大的一个重要因素就是,在施工现场存在模板作业多、消耗劳动力多的问题。随着市场经济的发展,我国的劳动力市场也相应进行了一些变革,劳动工的工价已在不断地提升,因此在主厂房结构选型和方案的比选中,要尽量采用现场作业对劳动力消耗比较低的结构方案。
2.钢—混凝土组合结构
钢-混凝土组合结构是一种新的结构形式,同时具有钢筋混凝土和钢结构两者的优点,如外包钢结构、钢管混凝土结构、组合梁结构和劲性钢筋混凝土结构等。由于其还处在起步阶段,所以还存在许多问题,如构造比较复杂、现场作业任务较多、对劳动力消耗大、技术经济指标不理想、工程预算、造价可能有点高,因此对组合结构的推广使用产生了很大的影响。以前采用的都是纯钢筋混凝土结构应用在中、小型机组主厂房的结构设计中,而这种情况很少存在于大机组主厂房结构设计中,如纵向框架梁和楼层纵梁已大部分采用钢结构,仅横向框架的柱和横梁采用钢筋混凝土结构,这也是一种钢—混凝土组合结构形式。在主厂房的汽机、锅炉平台和集控楼楼层中已采用组合梁楼层结构,但还只有神头二电厂、妈湾电厂在主厂房框架楼层板中采用过。在现浇楼层施工中大多采用钢模板,部分采用压型钢板作底模,但耗钢量增大,造价高。在西柏坡电厂汽机平台曾采用玻璃纤维增强水泥板(GRC)作底模,为节省钢材作了有益的尝试,取得了一定经验。在某些楼层结构跨度大、荷重大时,今后的发展方向是采用大型H型钢的组合梁楼层,如果能配合工业化规模生产的GRC板作底模,其综合技术经济指标将会比较先进。
3.钢结构
在有些项目,如火电厂需采用引进设备的项目和援外火电工程项目中,采用全钢结构形式的主厂房占绝大多数,少数火电厂采用的是国产设备,同时也采用了全钢结构。现阶段,在承担大型火电厂主厂房钢结构的设计等方面,我国已完全具备相应的施工能力和设计能力。后期随着建筑钢材产量的增加及新品种的不断出现和增多,钢材价格会出现相应的平稳和下降,采用全钢结构对于厂址处于高烈度地震区的软土地基区及机组主厂房,可能是较为经济合理的方案。在这方面要着重研究主厂房钢结构采用铰接的技术。即主厂房横向结构是以铰接体系为主,使除梁以外的构件以受轴力为主,侧向整体刚度大,构件截面较小,节点连接简单可靠。