石化裝置中塔形設備樓梯間的結構設計重點

付長波 周垚(海工英派爾工程有限公司，山東 青島 266101)

石化裝置中塔形設備樓梯間的結構設計重點

付長波 周垚(海工英派爾工程有限公司，山東 青島 266101)

石化行業(yè)的減壓裝置中主要包括了常壓和減壓兩個塔形設備，蒸餾流經塔內的原油，其外形像塔，塔頂往往能達到很高的高度，因此旁邊需要建造樓梯間，方便工作人員對各個平臺進行檢修。本文提出了石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計的基本方案選擇重點，分析了石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計中滑動節(jié)點設計重點，供從事相關工作的人員參考。

石化裝置；塔形設備樓梯間；結構設計

0 引言

常壓塔和減壓塔的剛度較大，因此在設計結構時需要有多個樓梯間來實現連梁與塔的連接，要確保樓梯間能夠在自然災害影響下保持正常的工作狀態(tài)。但是在平時的操作過程中，由于塔內進行的是對原油的蒸餾工作，其溫度會很高，在停產檢修塔內設備時，溫度又回到了正常的狀態(tài)，如此反復的溫度變化讓塔內的設備在運行時出現不同程度的收縮與膨脹。

1 石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計的基本方案選擇重點

1.1 石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計的基本方案

現針對石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計制定了兩種方案，第一種是用四根鋼柱組成樓梯間的獨立框架結構，這種方案中樓梯間和塔體不需要有連接，避免出現因塔體結構變化造成樓梯間結構不穩(wěn)定的現象，但是導致總體建筑結構較高，并且選用四根鋼柱導致整體的用鋼量增加和占地面積較大。

第二種方案是用兩根鋼柱，在強軸方向上與剛度較大的塔進行連接，在連接后利用與塔之間的結構來實現在平面上的構造，讓另一個方向上的風荷載也能有效的傳遞到塔中，節(jié)省了樓梯間建造的空間。在常壓塔與減壓塔兩者需要連接時，還要單獨建造一個樓梯間，這時對樓梯間結構的占地面積提出了更高的要求[1]。

方案二雖然不能避免因塔體變形導致的樓梯間結構不穩(wěn)定，但是相比較方案一來說減少了用鋼量，實現了對資源的節(jié)約和建筑成本的減少，并且樓梯間所占的空間較少，能夠很好地實現兩塔之間的聯系，總結起來還是方案二更加適合普遍的石化裝置中塔形設備樓梯間的結構設計。但是也會出現方案一更加適合的情況，這就需要設計者在進行設計時根據實際的建造情況和建造需求來選擇更適合的方案。

1.2 石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計的基本方案選擇方式

在選擇樓梯間結構設計的基本方案時，要事先進行對樓梯間結構各項規(guī)格的計算，并在保證樓梯間結構穩(wěn)定和不影響其他設備運行的前提下，盡可能的實現與塔內設備的更多連接。想要選擇最適合的樓梯間結構設計方案就要做好對相關資料的收集工作，排查塔內可能會出現的問題，如塔體表面可能在與樓梯間的銜接位置上會出現入口和設備平臺等多種情況，這些問題會導致該層標高出現無法連接的現象。在出現上述情況時，設計人員要及時的與該項設備運行的專業(yè)人員進行聯系，主動的與技術人員協商，共同解決出現的問題，如果建造的客觀條件確實不能滿足樓梯間結構的穩(wěn)定，可以考慮上述的方案一，即樓梯間獨立建造的結構。

2 石化裝置中塔形設備樓梯間結構設計中滑動節(jié)點設計重點

2.1 長橢圓孔滑動節(jié)點設計重點

長橢圓孔滑動節(jié)點設計就是在設備連接端板上開出一條較為細長的螺栓孔，當塔體出現膨脹時，連接在塔身的端板隨著塔體的變化而向上滑動，螺栓在開出的細長的螺栓孔中也能隨著塔體而滑動，這就保證了連接塔身與樓梯間的連梁不會出現高度上的變化，增加了樓梯間結構的穩(wěn)定性。但是在操作過程中，為了避免出現螺栓在孔內無法滑動的現象，不能將螺栓擰死，這樣對連梁的質量和規(guī)格就有了更高的要求[2]。

2.2 雙圓孔滑動節(jié)點設計重點

這樣的節(jié)點設置方式不同于長橢圓孔滑動節(jié)點的一邊固定一邊滑動結構，而是將連梁的兩端都做成可以滑動的結構，這樣無論是在塔體膨脹或者是緊縮，橫梁都能隨著塔體的變化而變化。其應用原理為連梁通過在節(jié)點內的滑動來減少塔體變形帶給連梁的影響，達到樓梯間結構的穩(wěn)定。這樣的節(jié)點設置方式的螺口形狀較為簡單，連梁也不會因為層高變化而受到影響，施工較為簡單[3]。

2.3 兩種節(jié)點設計的區(qū)別

橫梁承受的重力不同，長橢圓孔滑動節(jié)點設計是懸臂受力，雙圓孔滑動節(jié)點設計是簡支受力。兩種節(jié)點方式能夠承受的塔體膨脹程度不同，雙圓孔滑動節(jié)點設計的錯動距離是由橫梁長度和螺孔的直徑決定的；長橢圓孔滑動節(jié)點設計得錯動距離較為隨意，可以根據需要來選擇開孔的長度。

3 結語

樓梯間的建設受到很多因素的影響，其中塔體變形是主要的因素，設計人員需要通過選擇適合的樓梯間結構和合適的節(jié)點方式來減輕這一因素的影響。在設計前對設計中的數據進行細致的測量，考慮不同高度的塔身在膨脹時的程度，分析樓梯間建造的客觀條件，結合實際情況和所掌握的技術來完成對石化裝置中塔形設備樓梯間的結構設計。

[1]陳雨.石化裝置中塔形設備樓梯間的結構設計重點[J].科技傳播,2016,08：163-164+169.、

[2]張耀庭,段劍林.鋼筋混凝土框架結構中樓梯間布置位置的研究[J].建筑結構學報,2013,05：72-79.

[3]董海濤.對鋼筋混凝土框架結構樓梯間的設計建議[J].煤炭工程,2013,S1：26-28.