1、推钢式高架加热炉平台的结构布置浅析摘要：该文通过实例的计算分析，详细的介绍了推钢式高式加热炉平台结构的合理布置，使大家对该类型的加热炉平台的布置和计算有了较直观的了解和认识，对同类工程的设计具有很好的借鉴和参考作用。 关键词：推钢 高架平台 加热炉 水平位移 中图分类号：F407.3 文献标识码：A 文章编号： 目前冶金行业轧钢工程加热炉中，根据其上料方式的不同，主要有推钢式和步进式加热炉两种形式。其中推钢式加热炉是通过推钢机的巨大推力将坯料推进加热炉，在设计这种加热炉基础时，如果是高架平台时，结构设计时一定要对其水平推力引起水平位移引起足够重视。因为推钢机的推力只要在正常生产都会一直存在，如
2、水平位移过大时，不仅会影响设备正常运行，而且在长期往复荷载作用下可能会影响结构安全。由于加热炉温度较高，为了防止累积温度变形，我们设计时一般将炉子基础与上料平台脱开，正因为如此，推钢机的推力对加热炉基础来说，变成了外力作用于加热炉平台，而推钢机的水平推力很大，一般都有数百吨。 所以我们在布置这种高架式加热炉平台时，一定要加强结构纵向刚度，加大平台柱的纵向截面高度，按推钢机的水平推力计算平台水平位移，将水平会移控制在合理的范围内，满足设备运行要求。 下面以某工程实例，简单介绍一下结构布置对水平位移的影响及合理的结构布置方案。 某钢厂棒材加热炉，炉底平台标高 2.88m，出料端高 4.6m，推钢机
3、的总推力为 3300KN，共 6 个液压缸，每个液压缸 550KN 的水平推力。 平台柱截面设计为 0.6mX0.6m，并在中间处设了一道纵向钢柱间支撑。结果该加热炉投产运行时，每次上料推钢坯时平台均产生明显抖动，能观察到平台随着每次推料而晃动。 根据以上情况，用 sap2000 三维计算软件对该加热炉平台进行建模计算分析，由于缺少炉体刚架的结构资料，因此未将其与平台整体分析，只是通过人为假定将水平推力在平台不同高度进行了分配，将推钢机的水平荷载作为活载施加，查看该荷载工况下的水平位移，其建模及分析过程如下。 1、三维模型图: 2、荷载及节点编号图： 3、纵向框架变形图： 4、节点位移表： 为
4、了分析中间纵向钢柱间支撑对结构变形的影响，将该模型的柱间支撑取消后重新分析，其变形结果如下： 对以上述两种模型结果进行总结分析如下： 出料端顶部 78 节点水平位移：有柱间支撑时为 3.433mm，取消柱间支撑为 3.817mm，取消柱间支撑后该节点水平位移增加了 0.384mm； 平台标高处 84 节点水平位移：有柱间支撑时为 0.878mm，取消柱间支撑后为 1.064mm，节点位移增加 0.186mm。 由于 84 节点处的转角，使顶部 78 节点与平台处 84 节点的位移差为2.53mm; 增加柱间支撑对约束平台位移作用不很明显，仅减小约 1/5。因为钢支撑的刚度相对混凝土柱还是偏弱。
5、 针对由于钢柱间支撑偏弱，不能对平台位移有效约束的情况，又将该柱间支撑改为 250 厚的整片混凝土墙进行分析，其结果如下： 根据上表，出料端顶部 78 节点水平位移为 2.7mm，平台处 84 节点水平位移为 0.525mm，加墙后，位移减小十分明显。 综合以上计算分析结果，经专家讨论，最终在纵向柱间支撑邻跨柱间加一片 250 厚钢筋混凝土墙，墙与柱交接面凿毛植筋，共增 4 片混凝土墙，进行加固处理。 为了对此类平台设计提供合理的设计方案，又对该平台模型方案进行修改，将所有中间的柱均改为 500X2000 的异形扁柱，出料端高出平台的柱原 500X900 改为 500X1200，修改后的模型如
6、下图： 此模型的计算输出结果： 从此表可看出，出料端柱顶部节点的水平位移已减小为 1.5mm，平台标高处水平位移只有 0.3mm，已满足设备运行和结构安全要求，当然，以上分析未考虑炉体刚架对平台的约束作用，所以实际的位移可能与计算有些误差，如能整体分析会使结果更准确。 通过以上几种模型的分析比较，我建议在设计此类推钢式高架加热炉平台时，应注意以下几点： 加强结构的纵向刚度，将平台柱设计成扁长型异形柱或沿纵向设计成整墙开洞形式，尽量减少平台的水平位移和柱顶的转角； 如果出料端的一排柱高出平台，则该柱也应设计成扁长型，以减小柱顶部与平台处的节点位移差。 基础整体性也应加强，因为水平推力引起的基底压力差也较大，可能会引起基础不均匀沉降，所以基础设计时应设计成整板或沿纵向每一排柱设计成一整条柱下条基。 参考文献： 混凝土结构设计规范GB50010-2010 建筑结构荷载规范GB50009-2012 （作者简介：孙永久，男，1974 年 4 月出生，1997 年参加工作，一直从事结构设计工作至今，现为中冶华天工程技术有限公司高级工程级，一级注册结构工程师。
