石油化工鋼結構廠房抗震設計方法

來源：建筑設計 瀏覽：- 發布日期：2024-05-10 08:40:18

在設計石油化工鋼結構廠房，尤其是大型化工廠房時，不能想當然地設計，而是要結合實際情況，綜合考慮地理環境等因素。在充分了解石油化工鋼結構廠房的結構設計和實際工業需求后，找到最優方案，進行設計。通過優先考慮工程質量，可以在現代建筑設計中傳達節能、環保、美觀的理念。

1、石油化工廠房的結構平面布置

石油化工廠房一般結構比較復雜和龐大，其設計必須遵循一定的設計規則，許多化工廠房工藝設備重量不均，難以分散作用在化工廠房結構上的力，如果結構不合理，受力將出現不均勻。一旦發生地震，就會造成更大的破壞。在規劃過程中，化工廠房最好設計成長方形，在三維設計中，應做好化工廠房結構的幾何對稱分布，在一些建筑物內部的結構單元中，應對稱分布一些抗側力構件。如果工藝設備本身比較笨重和密集，則應將其放置在剛度中心附近，確保化工廠房中的受力相對均勻。在結構剛度差異較大的化工廠房中，必須安裝一些抗震接頭。在進行重型吊車鋼柱的選型時，應充分考慮鋼材消耗的經濟指標和固定材料的方便性。通過實腹柱和格構柱兩種方法，設計人員可以充分比較各項技術經濟指標，根據實際情況綜合評價，選擇最佳方案，既保證了工程的合理性，還可以通過設計提高施工的便利性和經濟性。

2、剪力墻結構抗震設計要點

剪力墻結構的側向剛度較大，在水平荷載作用下，產生的側移較小，比較適用于120米高度范圍的超建筑結構，但其存在著結構自重較大的問題，在遭受地震災害時，產生的典型破壞形態有剪切破壞和彎曲破壞，會對墻肢和連梁造成不同程度的損傷，因此，需要針對這些特點進行針對性設計。剪力墻布置應該遵循雙向均勻、對稱、封閉等基本原則，側向剛度和抗扭剛度必須滿足抗震需求，控制剪力墻高寬比及單片剪力墻的長度，避免長墻剛度過大及受彎變形造成鋼筋拉斷等情況，同時保持豎向剪力墻結構的連續性，上下洞口的排列要盡可能整齊。相對而言，剪力墻中的連梁更容易遭受剪切破壞形成斜裂縫。在進行抗震設計時，不能讓連梁的剛度太大，那樣會違背強剪弱彎的設計理念。如果連梁的跨高比小，那么可以采用交叉配筋、菱形配筋等多種方式，提高連梁的延性和耗能能力，這樣有利于控制整體剛度，更好地吸收地震作用。

3、門式剛架抗震設計

與單層的建筑工程有所不同，門式剛架的自重較輕，可以在實際建設時應用在墻面和屋面上。所以，依據《抗規》規定，在對單層輕型的廠房進行建設時，不能應用門式鋼架抗震設計。首先，從設計上的角度上來看，單層的輕型門式建筑物鋼結構質量較輕，不用對7度以下的抗震烈度設防地區進行驗算，但如果大于7度，那么就要從鋼結構的橫縱向進行抗震驗算，看其是否符合居住條件。其次，如果地震控制設計出現效應組合作用時，那么就要采取相應的抗震措施，使其與輕型鋼結構的特點相符。

4、合理調整結構布局

在工業建筑工程當中，通過合理調整結構布局，不僅能夠對建筑工程當中的各項工作進行優化布置，還能夠更好地回收和處理腐蝕介質，利用自然環境的引流效應，來減少建筑物的腐蝕。在進行實際操作時，首先就應該針對建筑空間進行整體的設計，可以優先考慮線性結構的形式設計方式，這樣就能夠保障與風向保持一致，減少腐蝕問題的發生。另外針對工業廢水也需要進行合理的設計，要及時將這些廢水排出室外，也可以對排水坡度進行合理的設計，這樣能夠提高排水的通暢性，也能夠減少由于積水而導致一系列腐蝕問題。對于建筑物的基礎部分來說，為了防止在生產過程當中對地下造成腐蝕，必須要嚴格控制侵蝕性液體的滲入，一般情況下可以對地面進行防滲堵漏和排水，這種處理方式在濕度較大的地區還需要進行一定的調整，必須要考慮當地的環境因素來采取更加合理的保護層厚度設計，否則其混凝土的保護層就會在實際應用的過程當中產生一定的開裂和剝落。

5、變形控制設計

基于計算的假定值，普通鋼結構框架的化工廠房設計通常假設屋頂剛度趨于無窮大，撓度太大而無法滿足要求。標準規范對起重機軌道頂部位置的水平位移有非常嚴格的規定，如果頂梁剛度太小，鋼柱就會變成懸臂柱，位移達不到要求。在傳統屋面應變控制設計過程中，主要是使用柱子和屋架相鉸接形成桁架屋面梁，這是由于屋面板的尺寸大，荷載相對較大，導致容易出現漏水的問題，桁架屋梁的剛度越大，結構安全性越高。隨著技術的不斷發展，目前一般化工廠房的建設主要采用實腹式梁和輕型的彩鋼板屋面。在這種情況下，屋梁變形問題不嚴重，不存在漏水問題，是比較理想的。因此，一般石油化工鋼結構廠建筑物頂變形結構的設計必須保證科學合理的設計，以提高結構的設計質量。對于大噸位起重機和輕型屋面鋼結構廠房，要注意解決屋面鋼梁撓度問題，避免造成大量浪費，因此，對于鋼梁撓度的設計指標可以適當放寬。

6、協調好生產工藝與結構布置的關系

通過協調好生產工藝與結構布置之間的關系，才能夠更好地為工業生產活動提供更加優化的服務。因此將廠房結構設置和生產活動進行有機結合，才能夠全面的發揮廠房的使用功能，切實將當前的工業生產推向更加有利的位置，這就要求相關的工作人員在設計廠房結構以前，全方位的了解和掌握工業建筑結構，防腐蝕設計過程當中所需的各項信息和資料，做好相關的準備工作，確保工藝設計和結構設計工作更好地進行。