化工装置一般性操作平台试算.doc

1、1化工装置一般性操作平台试算摘要：本文通过对化工操作平台次梁在不同布置形式及荷重要求下进行试算，得出一些常用平台次梁的大概选择范围及大概单位面积下钢材的经济指标量。 关键词：平台次梁用钢量 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1前言 化工项目中操作平台非常常见，有单纯上人操作的，也有放置设备进行检修用途的，目前在一些项目的实施过程中发现大家对此类平台次梁的选择有些偏大，当然处于安全考虑，偏大是没有问题，但是从设计原则“经济适用”这一角度出发，可能会造成一些浪费。本人在“重庆卡贝乐吨/年甲醇项目”详细设计初期，对一些简单的操作钢平台进行了试算，以便在校审过程中做到心中有数，对于不同

2、形式次梁的布置简单做了一些分析，与大家共享，希望可以在大家“初步设计阶段”及“详细设计阶段”对次梁的大小做到心中有数。 构筑物的跨度很多时候大小不一，但是米跨度左右为常见尺寸，所以试算以米为标准跨度进行，各位可以参照自己项目跨度尺寸进行对比。 操作荷载分KN/2 与KN/2 两种情形。 KN/m2, 适用与一般性单纯上人操作平台。 2KN/m2, 适用与一般性上人与检修操作平台。 钢平台的构成、传力线路和受力特点： ）构成：板、次梁、主梁、柱、支撑； 钢平台示意图 3) 受力特点： a. 竖向荷载为主要荷载； b. 板有单向和双向之分，钢板常以变形为主控制；目前项目中以钢格栅为常用铺板， 除钢

3、格栅外，铺板还有花纹钢板，需依据具体情况设置，但要注意钢板下需设置一定间距的角钢为梁肋来控制钢板的整体稳定及挠度等问题。 . 梁分次梁、主梁、连续梁与单跨简支梁； 以下图标为平台主次梁布置关系示意： 3平台结构设计步骤： （）结构体系的布置： ）梁柱平面布置 3化工类项目由于其特殊性，受场地限制的原因，平面布置一般由上游专业提出，但是结构专业可根据自己专业特点，进行协商，太大的跨度计算结果不理想，造成不必要的浪费与外观的不协调性。 ）柱距：以米左右为经济柱距，但要结合功能要求；柱子截面根据平台高度进行选择。 ）梁系选择：一级此梁间距布置控制在 1.5 米以内，通常在 1.2米为常用间距；二级此

4、梁依据实际要求可酌情处理。 ）柱间支撑的布置： 支撑类型：一般为交叉撑，需要通道时为人字撑或门型撑； 支撑形式：使用交叉撑角度 30-60 度，若角度太大用复合撑； 支撑位置：一般为中间支撑或两头均设支撑，若平台较短，可在一端设置一道支撑；但是放置设备的框架，要依据具体计算的位移等情况进行具体分析并合理设置支撑位置。 4平台构件计算步骤及梁梁节点连接形式： （）初选构件截面 次梁的选择通常以窄截面 H 型钢为首选，槽钢等截面型式可做补充考虑，前提首先要满足局部稳定；但不推荐选用宽翼缘 H 型钢，主要其自重大，不经济。 （）结构内力分析 M，V，N 为构件基本内力，要做到荷载的准确传递；主要为一

5、些次梁上个别集中荷载，必须考虑其局部受弯，受扭；水平荷载太大时要考虑其传力途径，否则会造成次梁平面外失稳；必要时次梁需要增加加劲肋4防止局部失稳。 （）构件验算 板、次梁、主梁、柱、支撑；对于初选截面调整内容包括：强度、整体稳定、挠度。 （）节点构造设计和计算 包括：梁柱节点、梁梁节点、柱脚和基础。注意次梁一般采取铰接，框架主梁一般采取刚接。 （）绘制施工图 此部分主要注意不同功用梁的表示方法，铰接与刚接要明确分别示意，不能只标出构件的大小，这点尤为注意，有些梁如果钢接与铰接搞反了会造成截面不够的情况。 5. 平台次梁的选择方案 a平台布置形式一： 以上数据可以看出，两种梁的内力非常接近，且从

6、结构力学方面都满足计算要求；但型钢 H100x50x5x7 每米比10 轻 0.7kg，从经济角度看，选 H100x50x5x7 更加优选. 5当活荷载达到 400KG/m2 时，10 与 H100x50x5x7 计算结果均不满足要求；构件断面适当放大，从以上数据可以看出，,结构力学方面都满足计算要求,12.6 每延米比型钢 H125x60 x6x8 轻 0.79kg, 可考虑优选方案为12.6. b平台布置形式二： 通过计算，以上数据可以看出，当平台梁平面内外计算长度都为 6米时，其截面高度迅速提升，并且以上表格中平面外稳定几乎超限，用25a 作为平台梁已不合适，其高度太高，稳定太差；型钢H

7、200x100x5.5x8 的稳定勉强超限，但相对重量方面有很大优势，每延米轻 6.5kg，这个差量从经济角度考虑，更加优选。 鉴于以上情形 H200x100x5.5x8 平面外稳定超限的情况下，我们将平面外计算长度减少一半，即 3 米，看看计算结果，如下表： 在减少计算长度方面，用10 在次梁中间拉一道，将平面外 6 米变为 3 米，而增加重量为 10kg/mX6=60Kg，如果选 H200x100 型钢，共用钢材 20.9x4x6+60=561.6kg 如选用 H175x90x5x8 型钢，共用钢材 18.0x4x6+60=492kg。可优选 H175x90x5x8 即可。 6当活荷载达到

8、 400KG/m2 时，宜采用 H 型钢来布置钢平台次梁，但平面外稳定仍需加强控制，6 米跨度下次梁优先选取 H250x125x6x9，但平面外计算长度为 3 米。 6操作钢平台在两种次梁布置形式下其用钢量指标试算： 平台布置形式一： 平台规格：层高 4.5 米，跨度 6x6 米 钢材表（活载 200kg/m2） 单位面积用钢量：63.3kg/m2 钢材表（活载 400kg/m2） 单位面积用钢量：70.83Kg/m2 7平台布置形式二： 钢材表（活载 200kg/m2） 单位面积用钢量：66.11Kg/m2 钢材表（活载 400kg/m2） 单位面积用钢量：76.11Kg/m2 7结束语 平

9、台的布置形式可以多种多样，但我们应尽量让其传力途径更简单、快捷，让平台无论从外观还是力学性能上都做到最合理，经济、适用，以上两种平台的布置方式是工作中大家常采用的，但我们看出不同的布置方式下梁的大小是不一样的，从而使得单位面积下钢材的 经济指标有所不同，显然平台一的布置形式钢材用量少于平台二布置形式，单位面积下似乎差别不是特别大，但是从整个国家的项目大局出发，这些差量所带来的经济数据也不小。 8我们可以看出对于活载 200kg/m2 情形下，钢结构的用钢量按上面的较大值 66.11kg/m2 来算，加上梯子 200kg/m、栏杆 30kg/m 后单位面积的钢材重量大概为 101.11kg/m2。对于活载 400kg/m2 的平台来说，单位面积钢材重量大概为 111.11kg/m2。 另外对于 400kg/m2 的钢平台，除特殊有集中荷载的情况外，6 米跨度下钢梁的大小不会超过 H250x125x6x9，这个在校审图纸时可以做为一个参考的指标。 以上为本人简单的一些试算结果，当然在实际操作中会有不同的情况出现，酌情处理。