專利名稱：一種脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼支架結(jié)構(gòu)，特別涉及一種脫硝鋼架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)適用于多種工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)高層支架及多種工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)高層廠房。
背景技術(shù)：
根據(jù)國內(nèi)環(huán)保要求，“十二五”期間是燃煤電廠煙氣NOx重點(diǎn)治理的高峰期。在目前的脫硝設(shè)計中，選擇性催化還原(SCR)法是業(yè)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的脫硝技術(shù)。在此技術(shù)中，脫硝一般分為氨區(qū)(或尿素區(qū))和SCR脫硝反應(yīng)區(qū)，因目前電廠脫硝大部分為改造工程(電廠已建多年，之前未上脫硝設(shè)施)，脫硝區(qū)一般布置在爐后與除塵前的煙道支架或送風(fēng)機(jī)檢修支架上(少數(shù)拉出式空預(yù)器一般直接設(shè)置在空預(yù)器上方)，脫硝區(qū)反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，根據(jù)鍋爐鋼架內(nèi)設(shè)備布置的特點(diǎn)，脫硝反應(yīng)器基本設(shè)置在相對地面零米30米到50米左右的標(biāo)高范圍內(nèi)，脫硝SCR反應(yīng)器支撐鋼架不僅要支撐脫硝反應(yīng)器的荷載，還·要支撐反應(yīng)器進(jìn)出口煙道的荷載，脫硝鋼架頂部支撐的工藝荷載大約在2000噸左右(以一臺600MW機(jī)組為例)，脫硝鋼架布置高度約有50米高，橫向跨度一般為一到三跨(寬度為15米左右)。對于大多數(shù)脫硝工程來說，原鍋爐鋼架未考慮脫硝工程，脫硝SCR鋼架一般獨(dú)立設(shè)置，盡可能不傳遞荷載給原鍋爐鋼架，脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架屬于典型的橫向剛度較小、豎向及水平荷載均較大的高層鋼結(jié)構(gòu)支架。對于有緊身封閉要求的脫硝鋼架，其水平側(cè)力及豎向荷載更大，脫硝鋼架的抗水平側(cè)力的要求更高。在目前的脫硝設(shè)計改造中，脫硝區(qū)鋼結(jié)構(gòu)支架受力結(jié)構(gòu)大都設(shè)計為鋼結(jié)構(gòu)框架支撐結(jié)構(gòu)，此受力結(jié)構(gòu)對高層鋼結(jié)構(gòu)的抗水平側(cè)力相對純鋼結(jié)構(gòu)框架有很大的改善，但此受力結(jié)構(gòu)豎向支撐用鋼仍不夠經(jīng)濟(jì)(鋼結(jié)構(gòu)投資相對工藝投資而言)，且在鋼結(jié)構(gòu)框架設(shè)計過程當(dāng)中，設(shè)計人員支撐布置難度較大，鋼結(jié)構(gòu)支撐易影響工藝使用功能(如支撐布置影響檢修通道等)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是提供一種既能充分降低脫硝鋼支架用鋼量又能節(jié)省空間且能方便布置的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架受力結(jié)構(gòu)。它借鑒了民用高層鋼板剪力墻設(shè)計的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上與脫硝脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架受力特征相結(jié)合，為脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架設(shè)計提供了一種新式的框架支撐鋼板剪力墻受力結(jié)構(gòu)布置方式。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)一種脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，包括多個框架柱(2)和多個框架梁(4)組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)，所述脫硝鋼結(jié)構(gòu)設(shè)有至少兩面鋼板剪力墻(I )，所述鋼板剪力墻(I)位于該脫硝鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)短軸處。所述鋼板剪力墻(I)設(shè)有兩個鋼板剪力墻側(cè)柱(3)。所述鋼板剪力墻(I)內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋(8)和/或豎向加勁肋(9)。所述鋼板剪力墻(I)與所述框架梁(4)采用梁栓接和/或焊接方式連接。所述鋼板剪力墻(I)與所述框架柱(2)采用梁栓接和/或焊接方式連接。
所述鋼板剪力墻(I)內(nèi)還包括自下而上布置的鋼板。所述脫硝鋼結(jié)構(gòu)設(shè)有水平支撐(5)和/或豎向支撐(7)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過在脫硝結(jié)構(gòu)中添加剪力墻，能夠有效地降低脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架整體用鋼量以及基礎(chǔ)工程量；能夠有效減少梁柱和支撐面，使整個架構(gòu)輕盈；豎向的支撐較少，方便工藝的布置；鋼架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性。對于有緊身封閉的高層鋼結(jié)構(gòu)，此受力結(jié)構(gòu)尤為適用。


圖I本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架的平面布置示意圖；圖2本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架的長軸方向立面布置示意圖；·圖3本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架的短軸方向立面布置示意圖；圖4 Ca)是本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架中的剪力墻與梁柱之間的栓接連接方式示意圖；圖4(b)是本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架中的剪力墻與梁柱之間的焊接連接方式示意圖。其中，I一鋼板剪力墻2—框架柱3—鋼板剪力墻側(cè)柱4一框架梁5—水平支撐6—次梁7—豎向支撐8鋼板剪力墻橫向加勁助9一鋼板剪力墻縱向加勁助
具體實(shí)施例方式發(fā)明原理根據(jù)工藝布置，一般在脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架頂部單臺爐設(shè)置兩臺反應(yīng)器和相應(yīng)進(jìn)出口煙道。分析脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架布置及受力情況，支架上工藝設(shè)備荷載重、面積大，不但在支架頂部有較大的豎向荷載，因設(shè)備要保持相對穩(wěn)定，其水平荷載及地震荷載亦很大，再加上設(shè)備本身及鋼支架風(fēng)荷載因素，脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架短軸向受到的從除塵到鍋爐方向的水平側(cè)力成為左右鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的主要因素。以單臺600MW機(jī)組脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架為例，鋼結(jié)構(gòu)支架上一般承受有2000噸左右的脫硝豎向荷載(其中兩臺反應(yīng)器對應(yīng)的反應(yīng)器本體、積灰、催化劑等荷載約1400噸，脫硝進(jìn)出口煙道對應(yīng)的煙道本體、積灰等荷載約600噸)，脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架上部還承受有兩臺反應(yīng)器及煙道設(shè)備對應(yīng)的風(fēng)荷載約45噸，出入口煙道及反應(yīng)器本體對脫硝鋼架形成的水平推力約50噸左右。鋼結(jié)構(gòu)支架不但頂部豎向荷載較大，其頂部水平荷載亦較常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)支架大很多。采用現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)一支撐框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架時，其水平及豎向支撐用鋼量較大(一般占鋼結(jié)構(gòu)支架總體用鋼量的1/3左右)，用鋼量不經(jīng)濟(jì)且支撐布置容易和工藝空間相碰撞，另外，支撐在工廠制作和現(xiàn)場安裝過程中因焊接、栓接交錯而顯得比較煩瑣。本發(fā)明中采用鋼板剪力墻設(shè)于框架柱和框架梁組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)短軸的兩側(cè)，可有效解決這些問題。根據(jù)我國《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄四有關(guān)于鋼板墻的相關(guān)計算內(nèi)容，另外，國內(nèi)對鋼板墻的研究有一定進(jìn)展，如《科學(xué)技術(shù)與工程》2011年28期，鋼框架-開洞鋼板剪力墻性能分析，郭彥林、陳國棟、繆友武等對非加勁板、十字加勁板和交叉加勁板剪力墻結(jié)構(gòu)在單向靜力荷載下的抗剪性能和反復(fù)荷載下的滯回性能進(jìn)行了較為深入的研究，并通過對六個I :3鋼板剪力墻模型的低周反復(fù)荷載作用試驗(yàn)研究，進(jìn)一步揭示了鋼板墻的極限承載力、延性和滯回性能，為鋼板剪力墻受力性能和相關(guān)設(shè)計提供了相關(guān)依據(jù)。對脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，可考慮采用薄板剪力墻(內(nèi)嵌鋼板寬厚比\ > 250)，另在薄板剪力墻上設(shè)置加勁肋以提高薄板的彈性剛度，并使其在彈塑性范圍內(nèi)具有穩(wěn)定飽滿的滯回曲線，克服薄鋼板滯回曲線的“捏攏”現(xiàn)象。脫硝鋼架一般布置在爐后送風(fēng)機(jī)檢修支架(或爐后煙道檢修支架)上方。爐后工藝設(shè)備一般沿鍋爐中心線對稱布置，圖I所示是本發(fā)明水平方向上平面框架支撐結(jié)構(gòu)、圖2所示是本發(fā)明長軸方向上框架支撐結(jié)構(gòu)、圖3所示是本發(fā)明短軸方向上框架支撐鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有脫硝鋼支架設(shè)計當(dāng)中，一臺300麗機(jī)組的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架用鋼量大致為550噸左右，60(MW機(jī)組的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架用鋼量一般為850噸左右，采用帶鋼板剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)支架，鋼結(jié)構(gòu)支架鋼柱截面明顯減小(現(xiàn)有脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架鋼柱采用HM450X300·時，采用本發(fā)明技術(shù)則采用HM400X300型鋼即可)，支撐用鋼量亦會明顯降低，同等條件下，單臺300MW機(jī)組的脫硝鋼結(jié)構(gòu)用鋼量僅為455噸左右，節(jié)省用鋼量17%左右，單臺600MW機(jī)組的脫硝鋼結(jié)構(gòu)用鋼量僅為654噸左右，能節(jié)省用鋼量23%左右。實(shí)施例I本發(fā)明的一具體實(shí)施方式
中脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，包括鋼板剪力墻I、框架柱2和框架梁4，鋼板剪力墻I設(shè)于所述框架柱2和所述框架梁4組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)短軸的兩側(cè)，剪力墻I位于鍋爐中心線上。鍋爐中心線附近及送風(fēng)機(jī)檢修支架兩側(cè)一般沒有工藝檢修的要求，基于此，該發(fā)明將鋼板剪力墻布置在鍋爐中心線及脫硝鋼架短軸兩側(cè)如圖I所示，充分考慮工藝設(shè)備布置及檢修等要求，避開了工藝設(shè)備和檢修空間。鋼板剪力墻I連接鋼板剪力墻側(cè)柱3，根據(jù)鋼板剪力墻具體設(shè)定剪力墻側(cè)柱便于剪力墻的跨度設(shè)計。鋼板剪力墻I內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋8和/或豎向加勁肋9。鋼板剪力墻I與框架梁4采用梁栓接和/或焊接方式連接。如圖4 (a)、圖4 (b)所示，鋼板剪力墻I與所述框架柱2采用梁栓接和/或焊接方式連接。鋼板剪力墻I主要抵抗脫硝鋼架的水平側(cè)力，脫硝鋼架豎向支撐在短軸方向盡量少設(shè)或不設(shè)。鋼板剪力墻I內(nèi)還包括自下而上連續(xù)布置的鋼板，鋼板墻整體的受力特性類似于底端固接的豎向懸臂組合梁豎向邊緣構(gòu)件相當(dāng)于翼緣，內(nèi)嵌鋼板相當(dāng)于腹板，而水平邊緣構(gòu)件則可近似等效為橫向加固肋。脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架設(shè)有水平支撐5和/或豎向支撐7。實(shí)施例2本發(fā)明包括鋼板剪力墻I、框架柱2和框架梁4，其特征在于，鋼板剪力墻I設(shè)于所述框架柱2和所述框架梁4組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)短軸的兩側(cè)，脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架相對高度一般在50米左右，平面框架支撐結(jié)構(gòu)宜每隔7米左右布置一層可參見圖I，使框架柱2的長細(xì)比在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因脫硝鋼架有時受工藝限制，部分跨度較大，可利用框架水平支撐5傳遞水平力和減少框架梁4的計算長度并降低層間位移。實(shí)施例3本發(fā)明脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架長軸側(cè)長度一般30米到50米之間，短軸側(cè)寬度一般在15米左右，一般鋼架長軸向剛度遠(yuǎn)大于短軸向剛度。脫硝鋼架短軸向結(jié)構(gòu)受到的水平側(cè)力也遠(yuǎn)大于長軸向的水平側(cè)力。根據(jù)上述特點(diǎn)，脫硝鋼架可在短軸向鍋爐中心線和鋼架兩側(cè)布置框架支撐-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)如圖3所示。在長軸向布置框架支撐結(jié)構(gòu)如圖2，設(shè)置在鍋爐偵_除塵側(cè)如圖I兩側(cè)，豎向支撐7傳遞豎向荷載和減低框架梁計算長度并分配水平側(cè)力。該結(jié)構(gòu)中鋼板剪力墻I為主要抗側(cè)力構(gòu)件，豎向支撐7主要傳遞豎向荷載給框架柱2并輔助起抵抗水平側(cè)力的作用且盡量少設(shè)置。鋼板剪力墻I與所述框架梁4采用梁栓接和/或焊接方式連接，鋼板剪力墻I與所述框架柱2采用梁栓接和/或焊接方式連接。在本發(fā)明中每個鋼板剪力墻I單元由內(nèi)嵌鋼板和豎向邊緣構(gòu)件(構(gòu)件2和構(gòu)件3，柱或豎向加勁肋，圖中未示出)、水平邊緣構(gòu)件(構(gòu)件4，梁或水平加勁肋，圖中未示出)構(gòu)成。當(dāng)鋼板沿結(jié)構(gòu)自下而上連續(xù)布置時，即形成鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)。鋼板剪力墻有較大的彈性初視剛度、大變形能力和良好的塑性性能、穩(wěn)定的滯回特性等性能，且其建筑布置節(jié)省空間、施工周期短、造價經(jīng)濟(jì)，在高烈度地震區(qū)優(yōu)勢尤其明顯?！?br> 權(quán)利要求
1.一種脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，包括多個框架柱(2)和多個框架梁(4)組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述脫硝鋼結(jié)構(gòu)設(shè)有至少兩面鋼板剪力墻(I )，所述鋼板剪力墻(I)位于該脫硝鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)短軸處。
2.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述鋼板剪力墻(I)設(shè)有兩個鋼板剪力墻側(cè)柱(3)。
3.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述鋼板剪力墻(I)內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋(8)和/或豎向加勁肋(9)。
4.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述鋼板剪力墻(I)與所述框架梁(4)采用梁栓接和/或焊接方式連接。
5.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述鋼板剪力墻(I)與所述框架柱(2)采用梁栓接和/或焊接方式連接。
6.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述鋼板剪力墻(I)內(nèi)還包括自下而上布置的鋼板。
7.如權(quán)利要求I所述的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，其特征在于，所述脫硝鋼結(jié)構(gòu)設(shè)有水平支撐(5)和/或豎向支撐(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架，包括多個框架柱(2)和多個框架梁(4)組成的脫硝鋼結(jié)構(gòu)，所述脫硝鋼結(jié)構(gòu)設(shè)有至少兩面鋼板剪力墻(1)，所述鋼板剪力墻(1)位于該脫硝鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)短軸處和短軸向鍋爐中心線處。本發(fā)明提出的脫硝鋼結(jié)構(gòu)適用于多種工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)高層支架以及多種工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)高層廠房。本發(fā)明通過在脫硝結(jié)構(gòu)中添加剪力墻，能夠有效地降低脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架整體用鋼量以及基礎(chǔ)工程量；而且有效減少梁柱和支撐面，使整個架構(gòu)輕盈；豎向的支撐較少，方便工藝的布置；鋼架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性。對于有緊身封閉的高層鋼結(jié)構(gòu)，此受力結(jié)構(gòu)尤為適用。
文檔編號E04B1/19GK102787650SQ201210295838
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者曹東, 申鎮(zhèn), 肖志均 申請人:中國大唐集團(tuán)環(huán)境技術(shù)有限公司