DL 502293 火力发电厂土建结构设计技术规定.docx
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DL502293火力发电厂土建结构设计技术规定
火力发电厂土建结构设计
技术规定
1总则
1.0.1为了在火力发电厂土建结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用,技术先进,经济合理,确保质量,特制定本规定。
1.0.2本规定适用于汽轮发电机组容量为12~600MW新建或扩建的火力发电厂(以下简称发电厂)土建结构设计。
对于改建和其他机组容量的发电厂,可参照规定和有关规范进行设计,变电构架可参照《35~500kV变电所建筑结构设计技术规定》执行。
1.0.3本规定是根据国家现行有关规范并结合发电厂的特点制定的。
凡本规定未涉及的部分,尚应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.4结构设计应满足强度、稳定、变形、抗裂及抗震等要求。
结构布置应与工艺密切配合,应尽量按照统一模数制进行设计,优先采用标准设计和典型设计,以提高标准化、系列化、通用化的水平。
1.0.5结构设计应在总结实践经验和科学试验的基础上,消化吸收国外先进经验,密切配合施工,积极慎重地采用新技术、新布置、新结构、新材料。
1.0.6积极推广应用电子计算机辅助设计技术,不断提高设计水平及工作效率。
1.0.7结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果严重性,采用不同的安全等级。
2荷载
2.1基本规定
2.1.1发电厂一般建筑的设计荷载及荷载效应组合应按本章的规定采用。
发电厂特殊结构的荷载及荷载效应组合,应按本规定有关章节采用。
本规定的荷载,系指建筑结构设计中的荷载标准值。
2.1.2结构上的荷载可分为下列三类:
2.1.2.1永久荷载(恒荷载):
在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载,如结构自重、土压力等。
2.1.2.2可变荷载(活荷载):
在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与其平均值相比不可忽略的荷载,如楼(地)面活荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载及雪荷载等。
注:
作用在厂房结构上的设备荷载和管道荷载(包括设备及管道的自重,设备、管道及容器中的填充物重,按活荷载考虑)。
2.1.2.3偶然荷载:
在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间较短的荷载,如爆炸力、撞击力等。
2.1.3一般荷载的荷载分项系数按《建筑结构荷载规范》的规定采用。
原(粉)煤斗中的煤(煤粉)、除氧器、工业水箱、粗(细)粉分离器、高(低)压加热器等设备荷载及管道荷载,其荷载分项系数均取1.3。
2.1.4荷载效应组合除按《建筑结构荷载规范》执行外,另补充规定如下:
2.1.4.1主厂房框排架的荷载效应组合可采用下列简化组合:
1.
2.
3.
上六式中Gk——永久荷载的标准值;
——楼面活荷载的荷载分项系数:
当活荷载标准值小于4kN/m2时取1.4;当活荷载标准值不小于4kN/m2时取1.3;
计算主框架用楼面活荷载的标准值,按本规定表2.2.2采用;
Qik——设备、管道活荷载,包括煤斗中的煤(煤粉)、除氧器和除氧水箱(含水重)、粗(细)粉分离器、高(低)压加热器等设备荷载及管道支吊架荷载;
分别为吊车荷载、吊车自重(地震作用组合用);
ψci、ψQi——分别为楼面活荷载、设备(管道)荷载在进行地震效应组合时的荷载组合值系数,按本规定表9.3.4采用;
ψw——风荷载在参予地震作用时的组合值
系数,一般框排架结构取ψw=0,锅炉炉架取ψw=0.2;
wk——风荷载标准值。
注:
式(2.1.4-1)~式(2.1.4-6)中略去了荷载效应系数。
2.1.4.2主厂房框架梁、柱构件截面荷载效应组合值,可按下列可能出现的最不利情况进行设计:
梁Mmax及相应的N、V;
Mmin及相应的N、V;
Vmax及相应的M、N。
柱Mmax及相应的N、V;
Mmin及相应的N、V;
Nmax及相应的M′、V;
Nmin及相应的M′、V。
框架底层柱除上述几种组合外,尚应增加下列两种组合:
Vmax及相应的M、N;
Vmin及相应的M、N。
注:
M′为按相应的M值的正(+M)、负(-M)两种情况进行组合,但仅输出M绝对值最大一组。
2.1.4.3设计以风荷载为主的建筑物,如烟囱、运煤栈桥、主厂房山墙、带顶盖的开敞式建筑等。
当风荷载与恒荷载及其他活荷载组合时,风荷载的荷载组合值系数取1.0。
2.1.4.4框排架荷载效应组合时,一般不考虑施工安装时大件的运输、起吊等临时荷载,应尽量采取临时措施解决。
必要时可对个别构件进行强度验算,其安全等级可降低一级采用。
2.1.5正常使用极限状态按长期效应组合设计时,应采用准永久值作为可变荷载代表值。
可变荷载准永久值为可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。
楼(地)面活荷载的准永久值系数按本规定表2.2.2、表2.2.4-1、表2.2.4-2中的数值采用。
除氧器及工业水箱、煤斗中的煤及煤粉、粗(细)粉分离器、管道荷载等的准永久值系数均取1.0。
2.2屋面、楼(地)面活荷载
2.2.1发电厂建筑的屋面、楼(地)面在生产使用、检修、施工安装时,由设备、管道、材料堆放、运输工具等重物所引起的荷载,以及所有设备、管道支吊架等作用于土建结构上的荷载,均应由工艺设计专业提供。
2.2.2当按本规定第2.1.4条设计时,荷载应按下列规定取值:
2.2.2.1当按工艺专业提供全部设备(管道)荷载采用时,楼面活荷载按2.0kN/m2取值。
2.2.2.2当按工艺专业提供的主要设备及管道荷载(除氧器、高低压加热器、粗细粉分离器、工业水箱、煤斗,以及主蒸汽、主给水、再热蒸汽、一次风、煤粉系统等管道)采用时,楼面活荷载按本规定表2.2.2的计算主框架用的楼(屋)面活荷载取值。
表2.2.2火力发电厂主厂房屋面、楼(地)面活荷载
序
号
名称
标准值(kN/m2)
准永久值系数
计算次梁、双T板及槽板主肋折减系数⑧
计算主梁(柱)时折减系数
计算主框排架用楼(屋)面活荷载③(kN/m2)
备注
单机组容量
(MW)
6m≤柱距<9m
9m≤柱距≤12m
12~125
200~300
一、汽机房
1
±0.000m
地下室顶板集中检修场地①
15~20
25~30
0.5
0.8
0.7
0.7
—
地下室顶板一般区域
10
10~20
0.5
0.8
0.7
0.7
—
集中检修区域地面
20~30
40
—
—
—
—
—
其他空闲地面及钢筋混凝土沟盖板②
10
10
0.5
—
—
—
—
钢盖板
2~4
4
0.5
—
—
—
—
2
加热器平台中间层
—
—
加热器平台管道层④
4
6
0.7
0.8
—
0.8
—
含低压加热器楼面
高压加热器平台④
10
10
0.7
0.8
—
0.8
—
给水泵运转层平台及给水泵基座平台
15
0.6
0.8
—
0.7
—
3
汽机基座中间层平台
4
6
0.7
0.8
—
0.7
—
4
汽机房运转层⑤
加热器平台一般区域楼板(包括固定端平台)
8~10
10
0.5
0.8
—
0.7
—
扩建端山墙悬挑走道平台
4
4
0.5
0.8
—
0.7
—
汽轮发电机检修区域楼板及汽机基座平台
15~20
25~30
0.5
0.8
—
0.7
—
A排柱悬臂平台⑥
4
6
0.6
1.0
1.0
—
4
B排柱悬臂平台
8
10
0.6
1.0
1.0
—
5~6
钢盖板
4
4
0.5
—
—
—
—
5
汽机房屋面⑦
1
1
0.2
1.0
1.0
0.7
0.5~0.7
二、除氧间
6
厂用配电装置楼面
4(10)
4(10)
0.8
0.8
0.7
—
3(6)
括号内取值仅用于高压配电装置
7
通风层、电缆夹层楼面
4
4
0.7
0.7
0.7
—
3
8
运转层(管道层)楼面
6~8
6~8
0.7
0.8
0.7
—
5~6
9
其他(非运转层)管道层楼面
4
4
0.7
0.8
0.7
—
3
10
除氧器层楼面①
4
6
0.7
0.7
0.7
—
3~4
11
除氧间屋面
4
(2)
4
(2)
0.4
0.7
0.7
3
(1)
括号内数值用于该层无任何设备管道荷载、施工安装时仅有小量零星材料堆放
三、煤仓间
12
±0.000m磨煤机地坪
15
20
—
—
—
—
—
13
运转层楼面
6~8
6~8
0.7
0.8
0.7
—
5~6
14
给转机平台
4
4
0.7
0.7
0.7
—
3
15
煤斗层楼面
4
4
0.7
0.7
0.7
—
3
16
皮带层楼面
4
4
0.7
1.0
0.8
—
3
17
皮带机头部传动装置楼面
10
10
0.7
0.7
0.7
—
6
煤仓间屋面
4
(2)
4
(2)
0.4
0.7
0.7
—
3
(1)
括号内数值用于该层无任何设备管道荷载、施工安装时仅有小量零星设备材料堆放
18
除氧间煤仓间非运转层的各导悬臂平台
4
4
0.7
0.8
0.7
—
3
四、锅炉房
19
±0.000m地坪及钢筋混凝土沟盖板
10
10
0.5
—
—
—
—
20
运转层楼面
8
8
0.6
0.8
0.7
0.7
6
21
炉架非运转层的各层钢筋混凝土平台
4(6)
4(6)
0.5
0.7
0.7
—
3(4)
括号内取值仅用于顶层平台
22
锅炉房屋面⑦
1
1
0.2
1.0
1.0
0.7
0.5~0.7
23
炉顶小室屋面⑦
1
1
0.0
1.0
1.0
0.8
—
五、其他
24
集中控制室楼面
4
4
0.8
0.8
0.8
0.7
3
25
电梯间机房楼面及联络平台
4
4
0.7
—
—
0.7
—
机房楼面荷载由厂家提供
26
主厂房各层钢操作平台
2(4)
2(4)
0.5
—
—
0.7
1
括号内取值用于运行检修中有可能放置阀门等较重的零部件时
27
除氧间、煤仓间钢筋混凝土楼梯(包括主钢楼梯)
4
4
0.5
—
—
—
—
28
主厂房一般钢楼梯
2
2
0.5
—
29
有安装机具、保温材料堆放可能的其他生产建筑物屋面
4
4
0.4
0.8
0.7
0.7
①当发电机静子在汽机房地下室顶板上拖运,或除氧器需在楼面上拖运时,其对楼(地)面产生的荷载应根据实际拖运方案,采取临时性措施解决。
②汽机房、锅炉房±0.000m设备运行检修(风扇磨、钢球磨煤机等检修)通道部分的钢筋混凝土沟盖板及沟道(包括隧道)应按实际产生的集中(或均布)活荷载进行计算。
安装时的临时重件设备运输起吊通道对地下设施产生的荷载,应采取临时措施解决。
③当柱距小于9m时取大值,9~12m时取小值。
④表中高、低压加热器楼面活荷载,也适用于放在除氧间的卧式加热器楼面,但均以工艺提供的荷载为准。
⑤汽机房运转层的分区楼面活荷载,应要求在楼面上做出标志。
⑥不包括汽机横向布置时转子安装检修对平台产生的荷载。
当需要将转子支承在平台上时,应由工艺提供荷载。
当汽机纵向布置,需要在汽机运转层平台与A(B)排悬臂平台间搭设临时安装检修平台时,作用于A(B)排板肋(或边梁)的荷载可按10kN/m2(包括平台自重)计算。
⑦表中汽机房、锅炉房屋面(包括炉顶小室屋面)活荷载仅适用于钢筋混凝土屋面。
⑧次梁(板主肋)折减系数与主梁(柱)折减系数不同时考虑。
2.2.3设计楼面构件时,楼面活荷载可按表2.2.2采用,但板肋(次梁)尚应计入管道及设备荷载(表盘、低压开关柜等一般设备荷载不再考虑)。
2.2.4当工艺布置无特殊要求时,其他生产、辅助生产及附属建筑物的屋面、楼(地)面活荷载可按表2.2.4-1及表2.2.4-2采用。
表2.2.4-1其他生产建筑物屋面、楼(地)面活荷载
序号
名称
标准值
(kN/m2)
准永久值
系数
主梁(柱)
折减系数
备注
一、主控制楼(网控楼、通信楼)
1
主控制室(网络控制室、通信室)楼面
4①
0.8
0.7
2
电缆夹层楼面
3
0.8
0.7
3
楼梯
3
0.5
—
4
屋面
0.7
0.0
0.7
二、3、6、10、35、110kV屋内配电装置
5
母线间楼面
4
0.8
0.7
包括隔离开关楼面
6
开关室楼面
3、6、10kV开关室楼面
4~7
0.8
0.7
每组开关重量大天8kV时,由工艺提供
35、110kV开关室楼面
4~8
0.8
0.7
每组开关重量大于12kN时,由工艺提供
10、35、110kV成套开关柜
4
0.8
0.7
仅限于每组电器重量不大于36kN时
110kV全封闭组合电器楼面
10
0.8
0.7
7
电抗器楼板②
0.7
0.7
8
楼梯
3
0.5
9
屋面
0.7
0.0
0.7
三、卸煤装置建筑物
10
缝式煤槽沿铁路线楼面
10
0.8
1.0
11
绞车房楼面
10
0.7
0.8
12
扒煤机绞车房
15
0.7
0.8
13
翻车机室
±0.00m楼(地)面
10
0.7
0.8
各层钢筋混凝土平台
4
0.7
0.8
屋面
0.7
0.0
0.7
四、贮煤装置建筑物
14
干煤棚屋面
0.7③
0.0
15
贮煤筒仓平台
4~6
0.6
0.8
五、运煤装置建筑物
16
运煤栈桥
楼面
3~4④
0.7
0.6
屋面
0.7
0.0
0.8
17
地下运煤隧道
3~4④
18
转运站
楼面
4
0.7
0.7
皮带机头部传动装置楼面
10
0.7
0.8
由工艺提供,一般可按10kN/m2采用
屋面
0.7
0.0
0.8
19
地下煤斗间楼面
4
0.7
0.8
六、碎煤机室
20
皮带机层
楼面
4
0.7
0.8
皮带机头部传动装置楼面
10
0.7
0.8
由工艺提供,一般可
按10kN/m2采用
21
煤筛层楼面
4
0.7
0.8
22
碎煤机层楼面
10~20⑤
0.7
0.7
23
碎煤机室底层
4(10)
0.7
0.8
括号内数值仅用于底层
为地坪时
24
碎煤机室屋面
0.7
0.2
0.7
25
采光室屋面
0.7
0.0
0.7
七、化学水处理室
26
各层楼面
3
0.5
0.8
由工艺提供,一般可按3kN/m2采用
27
试验室
3
0.5
0.8
28
楼梯
3
0.5
29
屋面
0.7
0.0
0.7
八、灰渣泵房
30
楼面
10
0.7
0.7
31
进品部分悬臂平台
20~30
0.5
0.7
32
其他悬臂平台
4
0.7
0.8
33
屋面
0.7
0.0
0.8
九、气力除灰楼
34
运转层楼面
4
0.7
0.7
35
灰斗层楼面
4
0.7
0.7
36
屋面
2
0.4
0.7
十、沟盖板
37
室内沟盖板
4
0.5
有安装检修荷载时,按实际荷载采用
38
室外沟盖板
4⑥
0.5
有安装检修荷载时,按实际荷载采用
①设继电器室时,其楼面活荷载按主控制室取值采用。
当电缆层的电缆系吊在主控制室或继电器室的楼板上时,应按实际荷载考虑。
②电抗器楼(地)面活荷载由工艺提供。
③当干煤棚屋面采用石棉瓦、瓦楞铁皮、玻璃钢瓦等轻屋面时,其屋面活荷载按0.3kN/m2采用。
④当皮带宽度为1.2~1.4m时,栈桥桥面活荷载一般按4kN/m2采用;皮带宽度大于1.4m时,按实际荷载考虑。
⑤碎煤机室框架按下列两种荷载效应组合,并取其中最不利组合进行设计:
a.按安装情况组合时,楼面活荷载及主梁(柱)折减系数按本表数值采用,活荷载分项系数取1.3;b.按运行检修情况组合时,碎煤机荷载按设备标准荷载乘动力系数加相应的楼面活荷载(4kN/m2),设备及楼面荷载的分项系数均取1.3。
⑥表中数值仅用于露出地面的沟盖板,当沟盖板埋于地下时,除应考虑覆土层荷载外,尚应根据地面有无通行车辆、堆放材料等情况,按实际可能产生的荷载采用,但不得小4kN/m2。
表2.2.4-2辅助生产及附属建筑物屋面、楼(地)面活荷载
序号
名称
标准值
(kN/m2)
准永久值
系数
主梁(柱)
折减系数
备注
1
生产办公楼(楼中检修间)
4(4~8)
0.7
0.8
括号中数字用于档案室
2
行政办公楼
2(3~5)
0.5
0.8
3
材料库、中心修配厂
地面
10~15
—
—
可按实际情况采用
楼面
8
0.8
0.8
屋面
0.7
0.0
0.8
4
主厂房至各建筑物的天桥
楼面
3
0.7
0.9
屋面
0.7
0.0
0.9
注:
1.生活福利建筑的活荷载及其准永久值系数按《建筑结构荷载规范》规定。
2.设计生产办公楼时,应将有重件检修的检修间布置在±0.000m,地坪活荷载可按8kN/m2采用。
楼层应布置设备较轻的检修间(热工仪表、电气检修间等),其活荷载可按4kN/m2采用。
2.2.5主厂房及其他生产、辅助生产、附属建筑物的屋面,可不考虑积灰荷载。
2.2.6单机容量大于300MW的发电厂,其屋面、楼(地)面活荷载的取值,应根据实际情况而定。
2.3吊车荷载
2.3.1汽机房、锅炉房、灰桨泵房、修配厂、检修间及引风机室等的吊车应按轻级工作制设计。
燃煤及除灰建筑的桥式抓斗吊车应按重级工作制设计。
2.3.2主厂房吊车的竖向荷载和水平荷载应按下列规定采用。
2.3.2.1汽机房设有一台吊车时,吊车荷载按《建筑结构荷载规范》采用。
2.3.2.2汽机房设有两台吊车时,吊车荷载按下列规定采用:
(1)计算吊车梁及其支承牛腿时,竖向荷载及水平荷载均按两台吊车额定起重量考虑,不考虑吊车的荷载折减系数。
(2)计算主厂房横向框排架时,吊车竖向荷载按一台吊车额定起重量考虑,另一台仅考虑自重作用。
吊车横向水平荷载仅考虑一台吊车额定起重量。
(3)计算主厂房纵向框架时,吊车纵向水平荷载应按两台吊车同时同向刹车考虑。
计算刹车轮的轮压时,相应的两台吊车竖向荷载应按
(2)项取值原则确定。
2.3.2.3锅炉房设有安装吊车(考虑一台)时,应按与汽机房设有一台吊车时同样考虑,其荷载取值同第2.3.2.1条。
2.4风载体型系数
2.4.1确定主厂房的风载体型系数时,一般可不考虑露天锅炉的遮蔽影响。
主厂房风载体型系数可按表2.4.1采用。
2.4.2确定露天悬吊锅炉炉体的风载体型系数时,一般可不考虑主厂房的遮蔽影响。
露天悬吊锅炉炉体风载体型系数可按表2.4.2采用。
表2.4.1主厂房风载体型系数
表2.4.1续表
表2.4.1续表
表2.4.1续表
表2.4.2露天悬吊锅炉炉体风载体型系数
3主厂房
3.1框(排)架结构
3.1.1结构布置应尽量简单、整齐合理、受力明确,并应考虑扩建的条件。
框排架的跨度,柱距、层高等应考虑采用统一的建筑模数制。
当采用装配式结构时,机炉宜采用单元系统的布置,以减少构件种类,提高装配化水平。
3.1.2结构形式就根据材料供应、自然条件、施工条件、维护和建设进度等因素做必要的综合技术经济比较后确定。
主厂房框排架应采用钢筋混凝土结构,有条件时也可用组合结构。
其中汽机及锅炉运行层平台宜采用组合梁结构。
300MW及以上机组,主厂房的主要承重结构必要可采用钢结构。
组合结构可参照《火力发电厂主厂房钢-混凝土组合结构设计暂行规定》进行设计。
钢筋混凝土框排架各构件的截面尺寸应协调统一,主厂房框排架的梁、柱截面尺寸宜按表3.1.3采用。
表3.1.3主厂房框排架的梁柱截面尺寸(mm)
构件
宽度
高度
柱
500
800
1000
1200
1400
1600
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
700
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
主梁
400
800
1000
1200
1400
1600
500
800
1000
1200
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