邢錦朝++趙敬敏

摘 要：在選煤廠主廠房設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，科學(xué)而合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效的保證工藝穩(wěn)定高效的運(yùn)行。本文筆者將結(jié)合漳南選煤廠工程實(shí)例，對(duì)主廠房的結(jié)構(gòu)選型及布置進(jìn)行論述，并提出消除或減弱振動(dòng)影響的措施和方法。

關(guān)鍵詞：選煤廠；結(jié)構(gòu)選型；結(jié)構(gòu)布置；隔振縫

一、工程概況

漳南選煤廠位于河北省邯鄲市磁縣，本工程所處場(chǎng)地土層為：①層為雜填土，不應(yīng)作為持力層。②層為粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值200kPa。③層為卵石層，地基承載力特征值350kPa。基本風(fēng)壓為Wo=0.40kN/m2，（50年重現(xiàn)期）；基本雪壓為So=0.35kN/m2，（50年重現(xiàn)期）。本場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以此為依據(jù)對(duì)主廠房進(jìn)行抗震設(shè)防。建筑物安全等級(jí)為二級(jí)。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）結(jié)構(gòu)選型

地面生產(chǎn)系統(tǒng)主要由準(zhǔn)備車間、原煤倉、主廠房、產(chǎn)品倉、矸石倉、濃縮車間、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、卸載點(diǎn)及與各建（構(gòu)）筑物相連的帶式輸送機(jī)棧橋等建（構(gòu)）筑物組成。其中主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)非常重要的部分。

本工程主廠房采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸48.5m×21.0m，檐口高度22.1m。柱子及樓面梁板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屋面采用輕鋼結(jié)構(gòu)，上鋪100厚巖棉彩鋼板。墻體材料為輕質(zhì)砌塊，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有空間布置靈活、整體剛度大的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠很好的進(jìn)行力的傳遞，無論是在豎向荷載還是水平荷載的作用下都能表現(xiàn)出良好的承受能力。另外框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也越來越完善，用于框架結(jié)構(gòu)計(jì)算的設(shè)計(jì)軟件也較為成熟，因此本工程采用框架結(jié)構(gòu)是合理的，能夠在很大程度上保證結(jié)構(gòu)的使用性和安全性。為滿足工藝專業(yè)對(duì)設(shè)備檢修的要求，需要在主廠房中設(shè)置起重機(jī)，這就要求廠房做大空間布置形式，因此采用輕鋼結(jié)構(gòu)的屋蓋形式較為適合。

（二）結(jié)構(gòu)布置

選煤廠的主廠房內(nèi)會(huì)布置很多機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備往往產(chǎn)生的荷載較大，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離心機(jī)、振動(dòng)篩等設(shè)備在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)荷載，因此在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)充分考慮工藝要求和設(shè)備產(chǎn)生的荷載要求，在保證結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，又要為工人提供一個(gè)舒適的工作環(huán)境。結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：

1.主廠房的振動(dòng)荷載是在設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的因素。振動(dòng)設(shè)備處應(yīng)設(shè)置專門的受力構(gòu)件，以保證設(shè)備的基座與承重構(gòu)件之間能夠緊密、可靠的連接。例如：在設(shè)備預(yù)埋安裝螺栓的位置，布置相應(yīng)的承重梁，通過調(diào)整梁的強(qiáng)度和剛度，不僅滿足結(jié)構(gòu)受力要求，還要保證結(jié)構(gòu)與設(shè)備不發(fā)生共振現(xiàn)象。施工時(shí)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，這樣既提高了結(jié)構(gòu)的整體性，又在受力上能夠保證荷載均勻準(zhǔn)確的傳遞到主要受力構(gòu)件上，從而避免了因出現(xiàn)局部受力過大而造成的結(jié)構(gòu)破壞。

2.主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要滿足結(jié)構(gòu)的使用要求或者工藝設(shè)備的運(yùn)行要求，同時(shí)還要根據(jù)設(shè)備布置情況，確定最科學(xué)合理的預(yù)留孔定位。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在有安裝孔的位置均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按10kN/m2考慮。

三、消除或減弱振動(dòng)影響的結(jié)構(gòu)措施

主廠房內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所產(chǎn)生的振動(dòng)很容易在樓板處產(chǎn)生疊加或共振現(xiàn)象，這樣不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全造成影響，還會(huì)嚴(yán)重影響到精密儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)或工作人員的身心健康。因此，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取有效的措施來消除或減弱振動(dòng)。

（一）設(shè)置隔振縫

選煤廠的主廠房中通常會(huì)布置有控制室、配電室或化驗(yàn)室等，這些附屬房間設(shè)置著精密的儀器，在較大的振動(dòng)下這些儀器很容易出現(xiàn)問題，甚至造成破壞，因此這些房間對(duì)振動(dòng)提出更高的要求。例如本工程廠房內(nèi)設(shè)置有控制室及配電室，為消除振動(dòng)對(duì)電氣設(shè)備所帶來的損害，結(jié)構(gòu)上設(shè)置了隔振縫。通過設(shè)置隔振縫，將振動(dòng)設(shè)備樓層與這些附屬房間脫開。這樣就隔斷了振動(dòng)的傳播路徑，消除了振動(dòng)對(duì)精密設(shè)備的影響。設(shè)置方法為：在振動(dòng)設(shè)備的樓板與附屬房間的樓板之間設(shè)置雙梁，并且在雙梁中間留出一定的縫隙，根據(jù)不同情況，縫隙的寬度可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一般情況下縫隙的寬度不應(yīng)小于50mm，如圖1所示。

（二）增大梁板剛度

另外本工程還通過增大梁板的剛度來消除或減弱振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。增大梁的剛度：通過計(jì)算，使梁的自振頻率大于設(shè)備的振動(dòng)頻率，這樣就避免了共振的產(chǎn)生，通常這樣計(jì)算確定的梁截面比按承載力計(jì)算的大很多。增大板的剛度：（1）樓板的厚度不宜小于150mm，盡量增加樓板次梁的數(shù)量，減小樓板的跨度。（2）在樓板配筋時(shí)，對(duì)于設(shè)備振動(dòng)較大的位置，盡量采用雙層雙向布置的形式，從而提高樓板的整體剛度，還可以減少樓板出現(xiàn)裂縫。（3）主廠房的設(shè)備預(yù)埋螺栓的布置往往是不規(guī)則的，對(duì)于無法布置次梁的預(yù)埋螺栓，可以將該處樓板厚度增加至螺栓錨固所需的厚度。

四、結(jié)語

本文結(jié)合主廠房設(shè)計(jì)實(shí)例，從結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置等方面來探討，并采取有效措施消除或減弱了振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。可為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 選煤廠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 .GB 50592-2010.

[2] 煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范 .GB 50359-2005.

[3] 高容平 .如何預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)缺陷 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（07）：30-31.