選煤廠主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

邢錦朝 趙敬敏（中煤邯鄲設(shè)計工程有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056031）

1 工程概況

工程所處場地土層為：②、④、⑤、⑦層為飽和粉土，具有振動水析現(xiàn)象。③層為粉質(zhì)粘土，土質(zhì)均勻。⑥層淤泥為高壓縮性軟土，易振動突變，當(dāng)采用天然地基時易使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。⑧層粘土夾砂漿，為文化期以前沉積的一般粘性土，力學(xué)性能較好，可作為樁基礎(chǔ)的持力層。基本風(fēng)壓為Wo=0.35kN/m2（50年重現(xiàn)期）；基本雪壓為So=0.35kN/m2（50年重現(xiàn)期）。本場區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.1g，設(shè)計地震分組為第二組。設(shè)計以此為依據(jù)對地面建筑物進行抗震設(shè)防。建筑物安全等級均為二級。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 主廠房結(jié)構(gòu)選型

地面生產(chǎn)系統(tǒng)主要由準(zhǔn)備車間、主廠房、產(chǎn)品倉、中煤倉、矸石倉、浮選藥劑庫、轉(zhuǎn)載點、卸載點及與各建筑物相連的帶式輸送機棧橋等建（構(gòu)）筑物組成。其中主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計是重中之重。

本工程選煤廠主廠房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸61.0m×21.0m，檐口高度24.0m。柱子及樓面梁板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屋面采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，上鋪60厚玻璃絲棉彩鋼板。墻體材料為輕質(zhì)砌塊，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)。

框架結(jié)構(gòu)具有整體剛度大的優(yōu)點，并且在受力時能夠較好的進行力的傳遞，在水平荷載和豎向荷載的作用下表現(xiàn)出良好的承受能力。同時框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)已趨于完善，用于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算程度也較為成熟，因此采用框架結(jié)構(gòu)能夠在很大程度上保證結(jié)構(gòu)的使用性能和安全。由于選煤廠主廠房中通常會存在吊車的運行，需要大空間布置形式，因此采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋蓋形式較為適合。

2.2 主廠房結(jié)構(gòu)布置

選煤廠的主廠房內(nèi)通常布置較多的設(shè)備，承受的荷載較大，并且大型振動設(shè)備在工作時會產(chǎn)生很大的振動荷載，因此在結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)綜合考慮工藝要求和設(shè)備的傳力途徑等因素，保證結(jié)構(gòu)能均勻的承擔(dān)各種荷載。結(jié)構(gòu)布置時應(yīng)遵循的原則有以下幾點：

1）振動荷載是主廠房設(shè)計中重點考慮的因素。為了保證振動設(shè)備的基礎(chǔ)和承重構(gòu)件之間能夠緊密、可靠的進行連接，應(yīng)設(shè)置專門的受力構(gòu)件。例如：在設(shè)備預(yù)埋螺栓位置，應(yīng)布置相應(yīng)的承重梁，承重梁不僅要滿足結(jié)構(gòu)受力，還要滿足結(jié)構(gòu)與設(shè)備不發(fā)生共振，通常梁要做的比較大。在施工中，設(shè)備基座、樓板和承重梁的混凝土應(yīng)采用整體澆筑的方式，這樣不僅可以提高該部位的整體性，而且在受力方面能夠保證荷載均勻準(zhǔn)確的傳遞到主要的受力構(gòu)件上，避免出現(xiàn)局部受力過大所造成的破壞。

2）主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅要滿足結(jié)構(gòu)的使用要求（即滿足工藝設(shè)備的運行要求），同時還應(yīng)結(jié)合設(shè)備布置，確定最合理科學(xué)的安裝孔定位。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，在有安裝孔的位置附近，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按10kN /m2考慮。

3 減弱和消除振動影響的結(jié)構(gòu)措施

主廠房內(nèi)設(shè)備工作時，很容易使樓板產(chǎn)生振動的疊加或者共振的現(xiàn)象，這不僅會影響到結(jié)構(gòu)的安全，而且會嚴(yán)重影響到工作人員的身心健康。因此在主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采取有效的措施進行振動的減弱和消除。

3.1 增大梁、樓板剛度

增大梁的剛度：根據(jù)設(shè)備荷載和振動頻率，計算滿足不產(chǎn)生共振時梁的截面，通常比按承載力計算的截面大很多。增大樓板剛度：（1）樓板的厚度應(yīng)大于150mm，同時對于樓梯的梯板，其厚度應(yīng)根據(jù)樓梯的跨度適當(dāng)?shù)倪M行加大。盡量減小樓板的跨度，增加樓板次梁的數(shù)量。（2）在布置樓板的鋼筋時，對于設(shè)備振動較大的樓板處，其鋼筋的布置應(yīng)考慮正負(fù)鋼筋拉通設(shè)置，這種布置方式可以從整體上提高樓板的剛度，還可以減小樓板出現(xiàn)裂縫的可能。（3）主廠房在進行設(shè)備螺栓的布置時往往會出現(xiàn)不規(guī)則的現(xiàn)象，對于無法布置次梁的螺栓，應(yīng)將該處樓板厚度增加至其錨固所需厚度。

圖1 隔振縫雙梁

3.2 設(shè)置隔振縫

主廠房中通常會布置有配電室、控制室以及化驗室等，這些附屬辦公房間放置著精密的儀器，這些儀器在較大的振動下很容易出現(xiàn)問題，甚至造成破壞，因此這些房間對振動提出更高的要求。為消除振動對設(shè)備所帶來的不安全因素應(yīng)設(shè)置隔振縫。通過布置隔振縫，將這些附屬辦公房間與振動設(shè)備樓層脫開。這樣就阻斷了振動的傳播路徑，切斷了振動對精密設(shè)備的影響。設(shè)置方法為：在附屬辦公室的樓板與振動設(shè)備的樓板之間設(shè)置雙梁，同時在雙梁中間留有一定的縫隙，根據(jù)實際情況的不同，縫隙的寬度可適當(dāng)進行調(diào)整，通常情況下裂縫的寬度不應(yīng)小于50mm，如圖1所示。

4 結(jié) 語

本文結(jié)合廠房設(shè)計實例，從廠房的結(jié)構(gòu)布置及設(shè)計等方面來探討，并采取有效措施減弱和消除了振動對結(jié)構(gòu)的影響。可為同類工程提供參考借鑒。

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