導(dǎo)語：鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

設(shè)計過程包括設(shè)計策劃、設(shè)計輸入、設(shè)計輸出、設(shè)計評審、設(shè)計驗證、設(shè)計確認、設(shè)計更改等7個部分。本文只探討鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計輸出部分，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)是電站鍋爐的重要組成部分。它是支承和固定鍋爐本體各部件，并維持它們之間的相對位置，保證鍋爐安全運行的空間結(jié)構(gòu)，系建筑結(jié)構(gòu)的一個分支。鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計輸出包大體可以分為四個部分。根據(jù)工作進度和內(nèi)容的要求產(chǎn)生不同的輸出內(nèi)容和輸出要求：方案設(shè)計、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計4個階段。

2方案設(shè)計

方案設(shè)計即投標方案設(shè)計，根據(jù)潛在用戶提出的文件的種類不同又可稱為詢價方案設(shè)計。方案設(shè)計的主要目的在于：根據(jù)潛在用戶提出的初步要求確定產(chǎn)品方案的結(jié)構(gòu)、性能、安全性。方案設(shè)計完成后若潛在用戶消失則設(shè)計過程中止。

2．1廣泛開展國內(nèi)外的文獻、資料調(diào)研．根據(jù)設(shè)計輸入文件提出的具體要求，明確設(shè)計目標，提出總體設(shè)計方案。

2．2根據(jù)總體設(shè)計方案確定技術(shù)路線，并確定基本性能。

2．3明確工作原理、結(jié)構(gòu)形式、幾何尺寸等主要設(shè)計參數(shù)。對可能影響總體性能的關(guān)鍵部件設(shè)計參數(shù)的提出要有依據(jù)，如借鑒國內(nèi)外的設(shè)計參數(shù)、已有的實驗結(jié)果、近似計算結(jié)果或經(jīng)驗值等。

2．4對設(shè)計方案在可靠性、可行性、維修性、有效性、適應(yīng)性、經(jīng)濟性等方面加以分析、比較、開展綜合評價，確定最終方案。

3初步設(shè)計

3．1初步設(shè)計的目的初步設(shè)計的目的在于：確定設(shè)計各主要設(shè)計參數(shù)，以便做出完善的設(shè)計。完成與系統(tǒng)設(shè)計院進行的第一次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會。

3．2初步設(shè)計的內(nèi)容

3．2．1在充分考慮到強度、剛度、工藝性、維修性等方面的因素的基礎(chǔ)上。建立關(guān)鍵設(shè)計的分析計算模型。開展有關(guān)方面的性能計算。提供設(shè)計依據(jù)。根據(jù)計算結(jié)果改進方案，調(diào)整參數(shù)。

3．2．2開展技術(shù)經(jīng)濟和安全性分析與評估，特別是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)鍵技術(shù)要開展詳細的分析評估，完成設(shè)計報告。

4技術(shù)設(shè)計

4．1技術(shù)設(shè)計的目的技術(shù)設(shè)計的主要目的在于具體確定組件及分組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最終確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料和加工方式。

4．2技術(shù)設(shè)計的主要內(nèi)容依據(jù)初步設(shè)計及初步評審結(jié)果完成技術(shù)設(shè)計報告及圖紙，對各組件及分組件開展詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在完成關(guān)鍵組件的詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，還應(yīng)對其開展必要的性能分析校核。根據(jù)評審結(jié)果正式完成產(chǎn)品總圖、組件及分組件裝配圖的設(shè)計。不同種類的鍋爐，如煤粉爐、CFB鍋爐、余熱爐、特種鍋爐等，鋼結(jié)構(gòu)布置形式是不同的，鋼結(jié)構(gòu)布置形式在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載的前提下，還受鍋爐的特殊要求限制。技術(shù)設(shè)計時注意以下幾點參數(shù)的確定：

4．2．1首先根據(jù)方案設(shè)計確定立柱柱距及運轉(zhuǎn)層平臺的布置，立柱柱距根據(jù)鍋爐本體及設(shè)計院管道位置的載荷要求合理布置；

4．2．2水平支撐的層數(shù)的確定。爐體露天布置或在地震區(qū)時，水平支撐要承受風(fēng)載和地震水平力的作用。為了保證梁的穩(wěn)定性和梁系統(tǒng)水平方向具有一定的整體剛性，應(yīng)設(shè)置支撐桿件，支撐桿件一般采用節(jié)點板相連接，各桿件內(nèi)力通過桿端焊縫傳給節(jié)點板，水平支撐桿件傳遞力最后到達節(jié)點板，水平支撐應(yīng)設(shè)置在承載較大的平面并盡量沿爐膛四周形成一封閉的、具有一定剛度的平面。在滿足結(jié)構(gòu)要求前提下．應(yīng)盡可能較少剛性水平支撐的層數(shù)，一般對10米左右設(shè)置一層剛性水平支撐。

4．2．3垂直支撐的布置。垂直支撐應(yīng)布置在承載較大的框架平面內(nèi)，垂直支撐的布置應(yīng)保持傳力連續(xù)并傳遞至基礎(chǔ)簡潔地傳遞。

4．2．4頂板的布置。頂板梁是鍋爐鋼結(jié)構(gòu)主要的懸掛承重部件，在布置時應(yīng)保證傳力明確、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于安裝。由于受到運輸?shù)南拗?，板梁的高度不能超過4000mm．立柱柱頂與頂板連接處一般采用鉸支連接，高度超限時應(yīng)進行高度分段，即做成疊梁形式。

4．2．5選擇鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接形式根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)布置形式要求選擇合理的節(jié)點連接形式，按節(jié)點的基本特性分：剛性連接，半剛性連接，和鉸接，剛性連接是指節(jié)點和其他構(gòu)件一樣要承受彎矩，剪力和軸力；半剛性連接一般在設(shè)計中是不采用的；鉸接理論講是不受彎矩的，不能中間拼接，只用桿件端部的連接。

4．2．6荷載統(tǒng)計及計算簡圖荷載統(tǒng)計在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中起著舉足輕重的作用，按分析軟件及結(jié)構(gòu)簡化模型確定荷載統(tǒng)計的形式，同時根據(jù)選用的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB／T22395—2008確定荷載的計算方法和取值。

4．2．7計算分析根據(jù)以上的準備，使用結(jié)構(gòu)分析軟件進行結(jié)構(gòu)分析，如同濟大學(xué)結(jié)構(gòu)分析計算然軟件3D3S及美國的STAAD。結(jié)構(gòu)分析的關(guān)鍵是根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗選擇荷載組合工況，同時確定取值界限(應(yīng)力、撓度、剛度、結(jié)構(gòu)側(cè)移等)，選取合理的截面形式，經(jīng)分析計算確定最經(jīng)濟的截面，打印計算結(jié)果(包括應(yīng)力、軸力、彎矩剪力、位移、基礎(chǔ)負荷等)。

4．2．8節(jié)點計算節(jié)點計算是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接，實現(xiàn)計算模型的必要環(huán)節(jié)，是鋼結(jié)構(gòu)計算的重要環(huán)節(jié)。節(jié)點計算采用計算和編制通用節(jié)點相結(jié)合的形式。

4．2．9繪制鋼結(jié)構(gòu)總圖根據(jù)以上結(jié)構(gòu)布置、計算分析、節(jié)點計繪制基礎(chǔ)負荷、鋼結(jié)構(gòu)總圖(包括平、立面布置圖、平臺扶梯布置圖、基礎(chǔ)載荷圖、運轉(zhuǎn)層開孔圖等)，該圖中應(yīng)包括桿件布置、桿件截面、節(jié)點連接形式、桿件編號、材料、技術(shù)說明要求等信息。

5施工設(shè)計

施工設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)的制造圖，是一種詳細的設(shè)計。包括柱、梁、水平支撐、垂直支撐、頂板梁、支承梁、支吊梁、小罩支撐、柱底板、剛性梁、爐頂小室、平臺扶梯、地腳螺栓和支架等12個部件的施工圖繪制。

5．1施工設(shè)計的目的施工設(shè)計的主要目的在于具體確定零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最終確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料和加工方式，為工藝部門編制工藝流程提供依據(jù)。

5．2施工設(shè)計的主要內(nèi)容依據(jù)技術(shù)設(shè)計及技術(shù)評審結(jié)果完成施工設(shè)計報告及圖紙，對各零部件開展詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計；在完成關(guān)鍵組件的詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，還應(yīng)對其開展必要的性能分析校核；提交施工設(shè)計報告及圖紙。

6結(jié)束語

綜上所述，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個非常復(fù)雜繁瑣的過程，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計就是在特定的條件下，滿足使用的前提下，保證結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性，同時還應(yīng)考慮到材料供應(yīng)、制造工藝、運輸和安裝能力等諸多因素，且應(yīng)使結(jié)構(gòu)盡可能輕，以取得最佳的效益。按照設(shè)計輸出的步驟方案設(shè)計、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計，合理的結(jié)構(gòu)布置形式、桿件截面尺寸、材質(zhì)、計算分析技術(shù)、工藝技術(shù)等要求至關(guān)重要，隨著設(shè)計經(jīng)驗的積累，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平進一步提高，以滿足鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，適應(yīng)市場競爭的需要。