浅谈火电厂主厂房固定端山墙内力计算方法

来源：职称驿站所属分类：电力论文发布时间：2012-08-01 09:18:16浏览：次

　　[内容提要]：火力发电厂主厂房固定端山墙的计算，当抗风梁与山墙柱的刚度比K较小（即刚度比小于10时），根据《火力发电厂土建结构设计技术规定》简化计算方法进行计算，误差较大，利用PK软件计算可解决上述问题。
　　[关键词]：主厂房固定端山墙计算；PK软件
　　
　　1．概述
　　厂房山墙的受风面积较大，一般情况都需设置抗风柱。抗风柱承受外侧围护结构的垂直荷载及承受水平荷载（风荷载），其中的垂直荷载由柱传递至基础，而水平荷载一部分由抗风柱下端直接传至基础，一部分由抗风柱上端通过抗风梁或屋盖系统传递到厂房两侧的纵向排架柱。
　　一般的单层厂房，高度及跨度都不是很大时，山墙可采用钢筋混凝土抗风柱抵挡风荷载，这也是通常做法。但对于电厂中的汽机房，高度及跨度均要求较大，其高度和跨度甚至达到三十多米，为了减少抗风柱断面和有效传递水平荷载，需在山墙不同高度设置一定数量的水平抗风梁或抗风绗架，作为抗风柱的支撑。
　　2．主厂房固定端山墙的计算
　　主厂房固定端的计算，在未使用计算机软件计算前，一般均采用简化计算方法，即把抗风梁作为不动支点来考虑。在计算抗风梁时，一般作为简支梁计算，只用风荷载（均布荷载或集中荷载）来计算抗风梁的配筋。这种计算方法，忽略了山墙柱对抗风梁的支撑作用，对抗风梁的配筋来说，是偏于保守的。关于山墙结构的内力计算问题，《火力发电厂土建结构设计技术规定》条文如下：
　　第3.3.10条水平荷载作用下，山墙结构的内力可按交叉梁体系进行设计。当抗风梁与山墙柱的刚度比K(K=E梁•I梁•H/E柱•I柱•L,式中H为山墙柱的高度，L为抗风梁支撑于厂房柱的跨度)大于10时，也可按下述原则进行简化计算：
　　第3.3.10.1条抗风梁可按两端支撑于主厂房柱的简支梁计算，忽略山墙柱的弹性支撑作用。
　　第3.3.10.2条山墙柱可按支撑于抗风梁的连梁计算，并考虑抗风梁支承点的挠度对山墙柱产生的附加弯矩与剪力。
　　但是，当抗风梁与山墙柱的刚度比k较小（不满足K大于10时），用上述简化计算，误差会比较大。若采用手算，考虑抗风梁和抗风柱的协调变形，需解一个多元方程，计算复杂、麻烦，从工程角度讲，也是不实际的。利用PK软件可解决上述问题。
　　3． PK算例
　　某电厂汽机房固定端山墙，山墙由于自重较大，设计时将其与主体脱开，垂直方向可自由变形；水平方向，通过抗风梁在支座处预留槽口与纵向框架柱互相连接，传递水平力。风荷载标准值WK=0.6KN/m2,抗风柱基础顶面标高-3.00m。山墙布置见下图：
　　
　　
　　
　　山墙平面内计算，可利用PK软件按平面框架计算，这种计算属于PK软件的常规应用，平面外抗风荷载计算，可以巧妙建立模型，利用PK这个平面杆件计算软件进行计算，然后将上述两个配筋计算结果叠加，综合考虑，统一配筋。
　　将抗风梁旋转90°，与抗风柱平行，然后用两端简支的水平连杆将其在相应位置连接，抗风柱与抗风梁自重不考虑，最后利用PK平面杆件计算软件进行计算。计算结果中，两对称抗风柱的内力不一样，这是由于计算模型中抗风柱与抗风梁之间的连杆长度不一致造成的，但计算误差满足工程要求，配筋结果取两者较大值。计算时，应注意山墙柱的计算长度，山墙平面内：L0=1.0HL;山墙平面外L0=1.25HC.HL为山墙平面内梁与梁（抗风梁与连梁）之间的距离；HC为抗风梁间距。
　　其中对抗风梁KFL1通过PK软件计算出的抗风梁的下部配筋结果为3927.2mm2,而采用手算计算出的抗风梁的下部配筋结果为4712.6mm2。
　　4． [结论]
　　因此抗风梁与山墙柱的刚度比K<10时，用传统的计算方法计算出的抗风梁的配筋偏大，不经济；采用PK软件就可以准确的计算抗风梁的实际配筋。