180T项目锅炉构架计算书Word下载.docx

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主构架有限元计算模型采用的单元类型为梁单元和杆单元；

边界条件（基础）全部设定为固接；

整体坐标系按以下方式建立：

左右方向右柱中心位置定义为Z坐标0位置；

炉前第一排柱位置定义为Z坐标0位置；

标高为0位置定义为Y坐标0位置。

X正向，从炉前到炉后定义为坐标系X正向；

Y正向，由下向上为坐标系Y正向，Y坐标与标高一致，基础位于Y=0处；

Z正向，从右到左为坐标系Z正向。

以下图2-1为锅炉构架计算模型简图；

图2-2为锅炉顶板计算模型简图。

以下图2-1为结构计算模型简图；

图2-2A～G为X向主要立面计算简图；

图2-3A～G为Y向主要立面计算简图；

图2-4A～G为各主要水平面计算简图。

图2-1．锅炉构架计算模型简图

图2-1．锅炉顶板计算模型简图

3.荷载统计⒊荷载统计

3．1锅炉本体荷载、电力设计院荷载及其它荷载3．1恒载：

锅炉构架计算的荷载信息包含所有作用在构架上的恒载、活荷载、运行荷载、结构自重等。

锅炉本体荷载由锅炉钢结构主设统计，锅炉本体荷载大部分作用在顶板上，少部分直接作用到构架上。

以下为锅炉本体及设计院荷载统计：

①、柱顶荷载：

锅炉顶板荷载，含顶板自重

锅炉顶板的荷载为10340kN，荷载值包含锅炉顶板结构自重54吨。

锅炉构架计算时柱顶荷载即为该荷载。

②、运转层活荷载：

运转层活荷载按10kN/m2统计后加载在标高8米柱节点上。

③、其它荷载：

其它荷载包括预热器荷载、设计院荷载等均依据按荷载统计加载到恒荷载。

计算模型输入上述①～

荷载再加上结构自重等，计算模型实际输入的荷载值约2366吨。

3．2风荷载

1．基本设计参数：

①.风荷载按GB50009-2001的数据基本风压值为：

ω0=0.80kN/m2，

设计风压取值：

A类

2．迎风面积及风荷载计算：

锅炉构架的迎风面积由构架本身的迎风面积和炉体及设计院管道等的迎风面积构成。

其中锅炉炉体的迎风面积占主要部分。

综合计算锅炉构架的迎风面在深度方向（Z向）的平均宽度按11米计算，在侧向（X向）按20米计算。

依据上述各参数可计算各导向层风荷载值。

悬吊结构风荷载根据结构实际各高度迎风面积计算并通过导向装置作用到构架上，支撑结构风荷载根据结构实际各高度迎风面积计算作用到立柱节点上。

3．X向及Z向风荷载值：

经计算在深度方向（X向）风荷载值为66吨，在侧向（Z向）风荷载值为81吨；

计算模型实际取值略高。

3．3地震作用3．3地震作用：

地震作用的计算过程如下：

抗震设防烈度：

7度

地面峰值加速度0.1g，水平地震响应系数最大值αmax取0.08

场地类别：

Ⅲ

2．结构自振周期T：

结构自振周期T：

取H=44.7m，则T=0.84

阻尼比ζ：

0.035

地震影响系数α:

0.0607

3．地震作用计算：

依据前面统计，地震恒荷载W包括锅炉本体重量、其它设备重量、锅炉构架自重及其它荷载等，W值不大于1250吨（活荷载另有250吨），计算模型输入地震作用为50吨，对应重力荷载代表值w约为1250吨。

5．顶部附加地震作用及地震作用的分配

顶部附加地震作用系数为0.08。

锅炉构架自重及支撑设备地震作用直接作用在质量及设备位置，炉体的地震作用则按各导向装置控制质量的多少分配到各导向位置。

4.荷载工况

4.1荷载基本工况

荷载基本工况划分为9个：

表4-1.基本荷载工况表

No.

名称

荷载范围

主要荷载方向

1

恒载基本工况1

锅炉本体荷载、自重、电力设计院荷载及其它荷载及活荷载。

-Y

2

地震作用基本工况2

+X向水平地震作用

+X

3

地震作用基本工况3

-X向水平地震作用

-X

4

地震作用基本工况4

+Z（-Z）向水平地震作用

+Z（-Z）

5

风荷载基本工况6

+X向风荷载

6

风荷载基本工况7

-X向风荷载

7

风荷载基本工况8

+Z（-Z）向风荷载

注：

活荷载计算到恒载基本工况中。

4.2荷载组合工况：

荷载基本组合工况划分为7个，各组合工况荷载组合系数如下表：

表4-2.荷载基本组合工况表

8

9

1.35

—

1.2

/

含地震作用的基本组合工况构件承载力调整系数为0.8。

4.3位移和变形验算时的荷载组合工况

位移和变形验算时的荷载组合工况划分为8个，各组合工况荷载组合系数如下表：

表4-3.荷载标准组合工况表

1.0

10

11

12

13

5.计算结果⒌计算结果

5.1锅炉顶板计算结果

锅炉顶板各构件均满足规范要求，其详细内容可参阅“附件1、锅炉顶板计算结果”；

格条梁最大的强度计算值和设计值之比为68.5%。

以下为顶板计算结果摘要。

表5-1.大板梁、次梁截面表（单位：

mm）

编号

类型

设计尺寸

主梁

K1

H1700

H1700×

500×

16×

25

K2

H1800

H1800×

30

K3

H1500

H1500×

400×

20

K4

H1000

H1000×

12×

K1～K2

次梁

1～3

HK1200

HK1200×

25×

4～5

H600

H600×

300×

8×

K2～K3

6～8

HK700

HK700×

350×

9～10

K3～K4

11～16

HK500

HK500×

其它

格条梁

表5-2.大板梁强度和相对挠度计算,单位，N/cm2。

验算类别

强度设计值

计算值和设计值之比

结论

K1/H1700

抗剪强度

17000

OK

抗弯强度

29500

54.5%

折算应力

50.9%

相对挠度

850

1116

K2/H1800

76.9%

72.5%

915

K3/H1500

60.3%

55.7%

936

K4/H1000

26.1%

23.9%

1470

“—”代表很小的値，下同。

表5-3．次梁的强度和相对挠度验算

12000

20500

64%

59%

750

980

24.1%

22.1%

1498

49%

45.3

1167

39.9%

36.7%

1234

51.8%

49.7%

5993

5.2锅炉构架计算结果

详细的构件设计信息及其它验算信息可参阅“附件2锅炉构架计算结果”。

计算结果表明结构的所有验算项包括所有构件的验算均满足设计规范的要求。

以下为重要的验算项和构件计算结果摘要。

5.2.1层间位移验算

取结构各水平层（包括非主层）共4层的位移数值，各层标高为EL8000、EL20400、EL33000、EL44700等。

各层的位移及层间位移倒数值如下：

***结构各水平层的位移

节点

工况

许用值（1/400）

X

（mm）

Y

Z

27

6.265

0.081

0.073

-5.753

-4.609

0.005

-1.445

-3.741

2.270

3.043

-1.255

0.037

-2.710

-3.282

0.041

-0.501

-3.099

1.874

29

6.163

0.092

0.040

-5.587

-4.555

-0.057

1.989

-0.755

2.222

3.075

-1.222

-0.006

-2.678

-3.249

-0.011

1.045

-1.396

1.827

32

6.773

-5.122

-0.180

-5.191

-1.441

0.054

-0.650

-4.585

7.065

3.558

-4.088

-0.102

-2.225

-2.470

-0.024

0.187

-4.070

4.010

33

6.666

-5.080

0.121

-5.027

-1.460

2.261

-1.967

7.191

3.586

-4.076

0.102

-2.197

-2.458

0.024

1.424

-2.481

4.136

35

6.788

-3.899

-0.184

-5.215

-3.447

-0.046

-0.675

-3.983

16.281

3.546

-3.755

-0.115

-2.331

-3.582

-0.117

0.170

-3.823

8.976

36

6.857

-2.959

-0.098

-5.275

-2.899

0.036

0.791

-2.929

16.313

3.565

-2.940

-0.031

-2.276

-2.917

9.049

37

6.681

-3.739

-0.013

-5.052

-3.279

0.118

2.276

-3.198

16.448

3.574

-3.591

0.052

-2.304

-3.419

0.055

1.431

-3.358

9.183

38

6.782

-2.744

-0.227

-5.231

-2.294

0.007

-0.692

-2.851

17.940

3.533

-2.613

-0.109

-2.418

-2.423

0.155

-2.668

9.758

39

6.812

-2.459

-0.142

-5.248

-2.408

0.098

0.782

-2.434

17.971

3.550

-2.444

-0.022

-2.341

9.832

40

6.675

-2.582

-0.059

-5.069

-2.122

0.190

2.271

-2.020

18.115

3.560

-2.445

0.065

-2.390

-2.256

0.064

-2.203

9.972

62

51

30.726

-9.353

-0.405

-23.574

-8.092

0.163

-2.813

-9.330

49.568

15.632

-8.956

-0.119

-8.896

-8.466

-0.122

0.883

-9.009

34.493

63

30.814

-5.337

-0.522

-23.561

-5.212

0.032

3.626

-5.274

49.433

15.683

-5.297

-0.245

-8.845

-5.249

34.373

64

30.255

-8.930

-0.640

-22.843

-7.652

-0.099

10.094

-7.684

49.317

15.762

-8.525

-0.371

-8.765

-8.035

-0.368

6.398

-8.005

34.274

65

30.779

-6.168

-0.608

-23.593

-5.190

0.422

-2.816

-6.368

49.655

15.652

-5.878

-0.092

-8.952

-5.477

-0.093

0.892

-5.972

37.515

66

30.853

-4.372

-0.729

-23.578

-4.269

0.325

3.638

-4.320

47.532

15.699

-4.341

-0.202

-8.912

-4.299

3.637

-4.321

37.409

67

30.306

-5.740

-0.851

-22.860

-4.738

0.228

10.133

-4.550

47.434

15.782

-5.437

-0.312

-8.822

-5.036

-0.311

6.424

-4.945

37.327

68

30.406

-0.975

0.202

-23.438

-10.339

0.030

-2.702

-8.727

9.919

15.594

-3.716

0.115

-8.738

-7.590

0.880

-7.338

7.126

70

29.954

-0.939

0.154

-22.720

-10.240

-0.037

9.803

-2.520

9.861

15.727

-3.648

0.060

-8.605

-7.523

0.057

6.221

-3.909

7.068

74

30.566

-12.022

0.050

-23.451

0.091

-2.718

-11.287

21.063

15.608

-10.003

0.072

-8.764

-7.074

0.069

0.914

-10.143

12.139

75