鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
摘 要：某年產60萬噸PTA項目采用鋼結構支撐其大型設備及管道，該項目設備重量大，且有振動，根據其工程特點，采用十字型鋼柱，H型鋼梁組成的鋼框架，根據工程的精度要求，采用了可調水平度的柱腳設計。
關鍵詞：十字型柱，H型鋼柱，水平度
1.前言
本工程為大型石化工程中的設備管道構架，主要特點是設備荷載重、位置高、有振動，但又要有較好的水平度，對鋼結構設計增加了不少難度。在設計中，采用了可調水平度的柱腳節點以及加強支撐等辦法，保證了設計能完全滿足該工程的工藝要求。
2.工程概況
PTA項目的大型設備，04區較重設備空重161t,總重536t(不包含管道荷載)，設備攪動器動荷載：垂直7.6t，水平1.3t，彎矩5.8t.m，扭矩8.5t.m。
設備框架高度為：35.4（04區）、25.5（0.3區），03區平面布置圖見圖1，04區平面布置圖見圖2。
圖1 年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計
3.結構設計
1）結構方案：采用鋼框架結構，梁柱均為剛接，考慮到支撐大型設備的鋼架承受荷載作用非常大，此部分采用十字型鋼柱，可以很好地承受二個方向的水平荷載作用，鋼梁采用H型鋼梁，H型鋼梁與柱，梁與梁間的連接均較容易處理，且連接可靠，圖三為一個較典型的柱網內的梁、柱布置圖。
圖2年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計
圖3
由圖三可看出，支撐設備荷載的梁其截面規格均很大。
2）鋼柱腳設計：由于設備需要有一定的平整度，因此對鋼柱的垂直經度有較高的要求，為此在鋼柱腳的設計中采用了圖四與圖五的兩種形式。
圖4
圖5 a 年產60萬噸PAT主裝置鋼架設計
圖四用于獨立基礎的柱腳，圖五是用于杯口式插入式基礎。
其中圖五
（a）、先調節鋼板平整度（用旋轉M24來調整，螺母點焊于鋼板上），然后灌漿。
（b）、鋼柱直接放置在調平鋼板上，然后灌漿。
這樣處理柱腳既能保證柱腳強度設計的要求，又能保證上部設備對整個結構平整度的要求。
圖5 b
3）連接節點：
（a）、柱的拼裝節點，如圖六加耳板的方法，這樣可以在高空拼裝柱的時候，不僅能提高柱在拼裝時的精度，也有利于施工安全。
圖六
（b）、梁與柱的連接為雙響，為了避開最大彎矩和最大剪力，均采用在距柱500mm處用栓焊混施的連接，其中，鋼梁翼緣直接焊住，腹板采用高強螺栓連接。為了方便運輸和施工，一側梁與柱在工廠焊接，另一側梁與柱在工地拼裝，詳見圖七。
圖七
（c）、由于設備荷載大，按設計柱間支撐較大， 為了保證可靠的傳力，采用了圖八的連接形式，該節點現場焊接的工作量較少，而且該節點美觀，但是要求構件尺寸，安裝尺寸準確，否則安裝中不易對位，因此在構件的加工制作時特別注意了其精度。
圖八
四、結 語
重型設備支托鋼架，由于其使用條件的特殊性，另外構件位置的設置必須滿足工藝要求，因此構件設置位置不一定是最佳的結構，往往使結構內力大，節點復雜，用鋼量大。
構件布置位置，從結構方面而言，可能不一定合理。一般而言，此類鋼架投資占總投資比例較少，因而其經濟性人們往往不予注意。但任何事要求完美，不能因其占總投資比例少而不予注意。對此類鋼構件可以在完全熟悉其工藝要求情況下，準確分析荷載，盡可能將構件布置合理，選擇盡可能好的節點方案進行計算與設計，往往可以取得較好的效果，因此不斷地對工程設計進行總結是達到這種目標的一個很好的辦法。
本工程設計思路和節點方案，在具體的實際施工中取得了很大的成效，提高了制作的生產效率，為此對工程進行一些總結，希望在不斷總結的基礎上對此類工程積累些經驗，推動日后設計工作的進步。
參考文獻
[1]《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）
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[5]《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591-2008）
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