工业建筑配置中心的结构设计.pdf

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1、100低温建筑技术2014年第8期(总第194期)工业建筑配置中心的结构设计王明(中国昆仑工程公司．北京100037)【摘要】工业建筑配置中心的料仓体积大、荷载大、荷载重心高、荷载工况多；现有结构软件，无法直接布置料仓。建模时，合理的模拟料仓，充分考虑各个工况的作用，是此类工程的重点。本文通过介绍石化配制中心的结构设计，着重叙述了如何应用PKPM软件，对钢料仓进行模拟建模；列举了多个荷载工况的计算结果的对比，并进行了总结。希望对类似构筑物的结构设计有所帮助。【关键词】石化配置中心；配置料仓模拟建模；工况组合【中图分类号】TU249【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)08—

2、0100—031工程概况钢框架或混凝土框架均有较好的使用空间，均能某工业建筑配制中心，位于海南省某经济技术开满足对空间的一般性需求。但是，本工程屋顶布置的发区。按照总体建筑布局，本工程为地上3层，局部45个体型巨大的料仓，荷载很大，正常使用荷载合计超层，层高均比较高，分别为8、7、8．5、4m。过2000t；荷载重心较高(距离屋面约有10m)，水平地根据工艺要求，本工程在3层的屋顶处设置有5震作用较大。主体结构如果采用钢框架结构，则由于个重型料仓(储罐型)，屋顶建筑标高为23．5m，其中A设备管线布置的原因，柱间支撑布置困难，难以满足型料仓(共4个)每个重量为：空重35t，事故重550t，地震

3、作用下的抗侧力要求，且又因为处沿海地区，钢操作重450t，料仓裙座螺栓孑L中心所在圆直径6．58m，结构受海风侵蚀严重，防腐蚀成本高，故结构方案最预埋32个地脚螺栓；B型料仓(共1个)重量为：空重终选定耐腐蚀更好的钢筋混凝土框架结构。25t，事故重300t，操作重240t，料仓裙座螺栓孔中心所3工程设计的难点和解决方法在圆直径4．76m，预埋24个地脚螺栓。料仓顶部标高3．1屋顶料仓本身的模拟41．5m。料仓整体高度20多米。由于屋顶料仓高度大、容积大、重量大，既要考虑自身刚度的模拟，又不能考虑其对主体结构刚度的有利影响(料仓内固体颗粒具有一定的流动性，部分起到附加阻尼的作用)，既要考虑荷载的

4、分布沿高度的模拟，又要充分考虑实际情况进行修正。屋面结构为支撑钢料仓的混凝土框架转换结构。在模型计算时，不能像有些工程那样，简单的把荷载附加在承托它的构件上，而应该建立整体的模型进行模拟。常用的结构设计软件，如PKPM、广厦、MIDAS、图1第三标准层结构平面简图ETABS及ABAQUS等，均不具有直接布置料仓的功能。这些软件中，并没有哪个软件，在模拟料仓时具本工程无地下室，但有较多沟槽、地坑及设备基有独特的优势，故本工程仍采用常用结构计算软件础，故基础埋深较大，约4m左右。本工程主要场地参PKPM做为主体结构计算软件。数为①抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度竖向荷载作用下料仓裙座为均布荷

5、载，倾覆弯矩0．1g，第一组；②建筑场地类别：Ⅱ类，Tg=0．35s；③基作用下，该料仓地脚螺栓处为拉力作用点，若按螺栓本风压：0．85kN／m(50年)；④地面粗糙度：A类。位置模拟该模型则工作量比较大，考虑到实际螺栓下2主体结构方案的确定有环状设备基础，暂考虑用剪力墙和次框架(8根柱本工程布有较多设备，根据使用功能及操作空间子)进行该料仓模型的模拟。的需求，主体结构内部以及外围，难以布置抗震墙或初步判断：①地震力作用下，钢料仓近似刚体，自者斜撑等抗侧力构件，故本工程的结构体系采用框架身几乎无变形，即使有变形，也更为接近弯曲形变形。结构。从变形形态的近似角度来看，钢料仓采用剪力墙模型王弱：工

6、业建筑配置中心的结构设计101模拟更接近实际情况，而做为剪切形变形的次框架，式中，C40混凝土的E=3．25x10(《混凝因为刚度小，传递给下部结构的水平力会明显偏少，土》H)，钢的E=20．6xl0(《钢结构》)；，按下式不适用于有地震作用组合的工况。②在风荷载作用确定：下，剪力墙和次框架模型传递给下部结构的剪力和整，=7『(D一d)／64(2)体倾覆力矩，基本不受自身刚度影响(主要受体型影式中，D为圆环外径；d为圆环内径。响)，而次框架模型根据柱位的布置，更方便进行活荷按上式计算的剪力墙厚度约60mm，剪力墙较薄载不利布置，是复核直接承托钢料仓的水平结构的有时，其平面外刚度较小，基本不承担

7、弯矩。表1可以看效手段。出，墙的平面外弯矩很小(局部弯矩绝对值及相对倾针对上述初步判断，本工程采用PKPM软件，分别覆弯矩都很小)，整体计算时，可以进行忽略。采用剪力墙模型和次框架模型，对钢料仓进行模拟建模，如下图2、图3。模型分为10个标准层，除前3个表1墙局部弯矩与整体弯矩的比较标准层为一般楼层外，其余7个标准层为模拟钢料仓建模。多个标准层模拟钢料仓，使钢料仓荷载的竖向分布趋于准确，使剪力墙模