簡(jiǎn)析洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

盧秋玉

唐山森迪科技有限公司，河北 唐山 063000

0 引言

洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中以其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性和多變性使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)其結(jié)構(gòu)形式的選擇有著很多不同意見。洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊具有以下特點(diǎn)：走廊寬度一般在2.5m～5.5m之間，多為2.5m～3.5m；長(zhǎng)度從幾米到幾十米不等；高度從地下數(shù)米到地上幾十米不定。這都是由每個(gè)洗煤廠的場(chǎng)地大小、地形條件以及工藝要求所決定的。

1 洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊的常見結(jié)構(gòu)形式

洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊就是平面狹長(zhǎng)縱向高度變化較大的結(jié)構(gòu)。洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊的常見結(jié)構(gòu)形式，從走廊下部支承結(jié)構(gòu)和廊身兩方面介紹。支承結(jié)構(gòu)形式主要有：磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼支架結(jié)構(gòu)等。廊身結(jié)構(gòu)形式有：磚混結(jié)構(gòu)（其中屋面又分輕型鋼屋面和現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面兩種）、鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)、門式鋼架結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)、管狀皮帶機(jī)等。

2 洗煤廠皮帶輸送機(jī)走廊的常見結(jié)構(gòu)分析

2.1 走廊下部支承結(jié)構(gòu)

磚混結(jié)構(gòu)的特色是經(jīng)濟(jì)、施工速度快，但從結(jié)構(gòu)的合理性來講就有所欠缺。磚混結(jié)構(gòu)的最大層高就決定了這種結(jié)構(gòu)形式運(yùn)用的范圍很小。走廊的特點(diǎn)是平面狹長(zhǎng)，磚混結(jié)構(gòu)需要在中間加設(shè)多道橫墻，否則不能滿足橫向間距的要求。在地質(zhì)條件不好或是高地震區(qū)其使用更受到限制。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是目前經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)合理性綜合考慮的首選結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能達(dá)到的結(jié)構(gòu)高度和梁跨度在多數(shù)情況下都能滿足實(shí)際需要。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能良好。從唐山地震的震害分析來看，在設(shè)計(jì)沒有考慮抗震設(shè)防的情況下遭遇高烈度的地震力倒塌的情況幾乎沒有。鋼支架結(jié)構(gòu)是良好的走廊支承結(jié)構(gòu)形式，不足就是造價(jià)高，對(duì)施工隊(duì)伍的要求高。洗煤廠一般都建在比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)鋼結(jié)構(gòu)施工對(duì)當(dāng)?shù)貋碚f有一定難度。

2.2 走廊廊身進(jìn)行分析

磚混結(jié)構(gòu)由于其施工簡(jiǎn)單被廣泛采用。其實(shí)從結(jié)構(gòu)形式來看并不理想，因?yàn)槔壬聿糠钟捎诠に囈髾M向不能加設(shè)橫墻，故屋面應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面。某些甲方要求磚混結(jié)構(gòu)屋面采用輕型鋼屋面是很不可取的結(jié)構(gòu)形式。平面狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定很難靠輕型鋼屋面來保證。鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)形式很好，但由于其施工不便且造價(jià)過高故很少采用。門式鋼架結(jié)構(gòu)也是合理的結(jié)構(gòu)形式，不足也就是造價(jià)上。鋼桁架結(jié)構(gòu)造價(jià)偏高，但是在解決大跨度走廊時(shí)其優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯。走廊下部要求的跨度超過15m時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)就無法采用了，這時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就明顯了。管狀皮帶機(jī)現(xiàn)在有專業(yè)的公司設(shè)計(jì)制作可以解決超大跨度以及平面弧形的走廊設(shè)計(jì)，管狀輸送機(jī)能夠在三維空間內(nèi)彎曲運(yùn)輸物料，它的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是其它結(jié)構(gòu)形式不能取代的。

2.3 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)分析

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，平面過于狹長(zhǎng)的建筑物在地震時(shí)由于兩端地震波輸入有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則振動(dòng)，產(chǎn)生較大的震害。在實(shí)際工程中，L/B在 6、7度抗震設(shè)計(jì)的最好不超過4；在 8、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)最好不超過 3 。而走廊的長(zhǎng)寬比絕大多數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此限制。從結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性上看結(jié)構(gòu)并不合理。在場(chǎng)地情況較好的情況下地震的影響并不大。如果走廊框架柱的布置與截面選擇上合理，應(yīng)該說此種結(jié)構(gòu)形式是可靠的?？蚣苤闹嗖贾靡司鶆?，在縱向剛度較弱時(shí)可以采用四柱式框架支承結(jié)構(gòu)或設(shè)置縱向支撐。在框架柱截面的選擇是尤其應(yīng)注意縱向計(jì)算長(zhǎng)度較大縱向柱截面高度至少應(yīng)滿足1/25柱計(jì)算長(zhǎng)度的構(gòu)造要求。在走廊樓面是傾斜的情況可能出現(xiàn)框架高端和低端柱計(jì)算長(zhǎng)度相差很大。更應(yīng)注意通過調(diào)整柱截面剛度或采區(qū)加縱向框架的方法解決剛度的不均勻。當(dāng)結(jié)構(gòu)處理上讓結(jié)構(gòu)趨于合理時(shí)走廊下部采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)還是性價(jià)比很高的。走廊下部鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法：走廊橫向?yàn)殡p柱支承結(jié)構(gòu)，跨間結(jié)構(gòu)為梁式承重體系，其橫向應(yīng)按框架計(jì)算，縱向按框排架計(jì)算。用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)通常的做法是分縱、橫向用PK單獨(dú)計(jì)算兩個(gè)方向，然后柱、基礎(chǔ)配筋組合兩方向的計(jì)算結(jié)果。橫向框架計(jì)算很明確，縱向框排架計(jì)算時(shí)支座的簡(jiǎn)化是關(guān)鍵。新觀點(diǎn)認(rèn)為平面狹長(zhǎng)的走廊結(jié)構(gòu)用考慮空間協(xié)同作用的SATWE計(jì)算更合理。

2.4 廊身磚混結(jié)構(gòu)分析

廊身一般長(zhǎng)在幾米到幾十米不等，高度一般為2.2m。從結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性來看結(jié)構(gòu)長(zhǎng)寬比太大，且由于工藝要求不能設(shè)橫墻，故保證結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。主要就是從構(gòu)造要求上來保證：磚墻厚度不應(yīng)小于240mm，并宜減小窗洞尺寸。磚墻應(yīng)設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土檐口圈梁，其截面高度不宜小于120mm，縱向鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm，箍筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于300mm。磚墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，6度、7度、8度和9度時(shí)，構(gòu)造柱的間距分別不宜大于8、6、5、4m。構(gòu)造柱其截面不宜小于240mm×240mm，縱向鋼筋不宜少于4Φ12，箍筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于250mm；構(gòu)造柱沿高度每隔500mm，應(yīng)伸出2Φ6水平鋼筋與墻體拉結(jié)，水平鋼筋伸入砌體長(zhǎng)度不應(yīng)小于1m。構(gòu)造柱與檐口圈梁和縱向大梁應(yīng)有可靠連接。屋面板與檐口圈梁間，底板與縱大梁間，均應(yīng)可靠連接。屋面板宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。廊身結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法：砌體稱重、屋面為鋼筋混凝土梁板式結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)走廊應(yīng)按彈性方案房屋進(jìn)行靜力計(jì)算，并按屋面梁板與承重墻為鉸接不計(jì)入空間工作的平面排架計(jì)算。故走廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將走廊下部結(jié)構(gòu)與廊身結(jié)構(gòu)單獨(dú)分析計(jì)算。

2.5 走廊下部結(jié)構(gòu)分析

走廊下部結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以及走廊廊身主要結(jié)構(gòu)形式磚混結(jié)構(gòu)搭配使用時(shí)，走廊支座形式的分析。由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有伸縮縫、抗震縫及沉降縫的要求，故走廊出現(xiàn)了若干結(jié)構(gòu)單元，也就存在結(jié)構(gòu)單元間如何連接的問題即結(jié)構(gòu)支座的出來。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距露天是35m，室內(nèi)是55m，走廊介于室內(nèi)和露天之間且屋面一般做保溫故通常伸縮縫按40m～45m之間設(shè)置。由于鋼筋混凝土框架走廊平面是連續(xù)的且高度一般不會(huì)出現(xiàn)突變，故不用專門考慮抗震縫。沉降縫主要在軟弱地基土?xí)r才需要特別注意，鋼筋混凝土框架走廊一般跨度都比較均勻即便是跨度有差異其柱底軸力相差也很小，故可以不單獨(dú)考慮其設(shè)置。

3 結(jié)論

通過以上分析可知，越是不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)的理解不同會(huì)有不同的意見。多次震害分析表明，走廊下部采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是性價(jià)比最高的。當(dāng)然在較重要的工程中適當(dāng)增加造價(jià)用全鋼結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)更可靠。

[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-201.

[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 3-2002.