某燒結項目降塵室結構設計

郝 雨 廖小鋒

(中冶華天工程技術有限公司，江蘇南京 210019)

1 工程簡介及降塵室設計［1］

1.1 工程簡介

某鋼廠新建1×180 m2燒結機，年產整粒冷燒結礦200萬t。本地區抗震設防烈度為6度，設計基本加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，場地類別Ⅲ類，設計特征周期0.45 s。基本風壓:0.40 kN/m2，地面粗糙度:B 類。基本雪壓:0.65 kN/m2。本燒結項目含一降塵室，降塵室的形狀及大小由燒結專業確定。降塵室工作壓力－16 500 Pa，最大－21 000 Pa，粉塵粒度0 mm～10 mm。

1.2 降塵室設計

1)柱。

降塵室有8根鋼柱支承，柱距均為6 m，箱體以下柱采用熱軋H型鋼HM390×300×10×16，箱體內柱采用HW400×400×13×21。由于結構豎向及水平荷載均不太大，采用變截面柱能節省不少鋼材。

2)骨架。

主梁橫向布置，截面為HN400×200×8×13，次梁豎向布置，截面為HN200×100×5.5×8，間距均大約為2 m，主次梁形成2 m×2 m的框格。

3)鋪板。

在主次梁形成的框格內布置間距不大于500的雙向加勁肋，形成密肋鋪板。

4)支撐為增加水平剛度，在降塵室兩方向均設置柔性支撐。

2 框格及密肋鋪板計算分析［2，3］

2.1 模型及加載

鋼鋪板厚度為 5 mm，加勁板 －90×6，鋪板承受風吸力－21 000 Pa，采用SAP2000進行建模計算，模型見圖1。

2.2 計算結果分析

1)應力。

從圖2可以看出，鋪板最大拉應力出現在與加勁連接處，約為130 MPa，滿足強度要求。

2)撓度。

在荷載工況標準組合下，得到鋪板的撓度如圖3所示，從圖3中可知，鋪板的撓度等值線呈梅花狀分布，中部附近撓度最大，達到9.8 mm，滿足規范［1］要求。

3 整體計算模型及結果分析

3.1 模型

經過密肋鋪板計算得知在鋪板安全的前提下，鋪板的加勁可不必逐個建立到計算模型中，只需通過質量相等的原則把加勁等效成一定厚度的鋼板增加到鋪板中。因此，鋪板在整體計算中起到傳遞荷載的作用。通過這種方法簡化后建立降塵室的模型如圖4所示。

圖1 框格及鋪板計算模型

圖2 SY應力

圖3 鋪板撓度

3.2 計算結果分析

以構件應力比為控制指標，對結構構件截面進行多次優化。圖5為降塵室立面的設計應力比，圖中各構件的設計應力比約為0.75，保證結構安全性的前提下盡量節省鋼材。

圖4 降塵室計算模型

圖5 立面設計應力比

4 結語

本文先介紹該燒結項目降塵室的工程概況及設計過程，然后用SAP2000軟件對結構中的密肋鋪板單獨進行計算分析，最后按質量等效方法簡化后建立降塵室的整體模型。通過多次這種循環計算得到最優的設計方案。

［1］GB 50017-2003，鋼結構設計規范［S］.

［2］汪一駿，顧泰昌.鋼結構設計手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［3］北京金土木軟件技術有限公司，中國建筑標準設計研究院.SAP2000中文版使用指南［M］.北京：人民交通出版社，2011.