石油化工钢结构厂房抗震设计方法

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2024-05-10 08:40:18

在设计石油化工钢结构厂房，尤其是大型化工厂房时，不能想当然地设计，而是要结合实际情况，综合考虑地理环境等因素。在充分了解石油化工钢结构厂房的结构设计和实际工业需求后，找到最优方案，进行设计。通过优先考虑工程质量，可以在现代建筑设计中传达节能、环保、美观的理念。

1、石油化工厂房的结构平面布置

石油化工厂房一般结构比较复杂和庞大，其设计必须遵循一定的设计规则，许多化工厂房工艺设备重量不均，难以分散作用在化工厂房结构上的力，如果结构不合理，受力将出现不均匀。一旦发生地震，就会造成更大的破坏。在规划过程中，化工厂房最好设计成长方形，在三维设计中，应做好化工厂房结构的几何对称分布，在一些建筑物内部的结构单元中，应对称分布一些抗侧力构件。如果工艺设备本身比较笨重和密集，则应将其放置在刚度中心附近，确保化工厂房中的受力相对均匀。在结构刚度差异较大的化工厂房中，必须安装一些抗震接头。在进行重型吊车钢柱的选型时，应充分考虑钢材消耗的经济指标和固定材料的方便性。通过实腹柱和格构柱两种方法，设计人员可以充分比较各项技术经济指标，根据实际情况综合评价，选择最佳方案，既保证了工程的合理性，还可以通过设计提高施工的便利性和经济性。

2、剪力墙结构抗震设计要点

剪力墙结构的侧向刚度较大，在水平荷载作用下，产生的侧移较小，比较适用于120米高度范围的超建筑结构，但其存在着结构自重较大的问题，在遭受地震灾害时，产生的典型破坏形态有剪切破坏和弯曲破坏，会对墙肢和连梁造成不同程度的损伤，因此，需要针对这些特点进行针对性设计。剪力墙布置应该遵循双向均匀、对称、封闭等基本原则，侧向刚度和抗扭刚度必须满足抗震需求，控制剪力墙高宽比及单片剪力墙的长度，避免长墙刚度过大及受弯变形造成钢筋拉断等情况，同时保持竖向剪力墙结构的连续性，上下洞口的排列要尽可能整齐。相对而言，剪力墙中的连梁更容易遭受剪切破坏形成斜裂缝。在进行抗震设计时，不能让连梁的刚度太大，那样会违背强剪弱弯的设计理念。如果连梁的跨高比小，那么可以采用交叉配筋、菱形配筋等多种方式，提高连梁的延性和耗能能力，这样有利于控制整体刚度，更好地吸收地震作用。

3、门式刚架抗震设计

与单层的建筑工程有所不同，门式刚架的自重较轻，可以在实际建设时应用在墙面和屋面上。所以，依据《抗规》规定，在对单层轻型的厂房进行建设时，不能应用门式钢架抗震设计。首先，从设计上的角度上来看，单层的轻型门式建筑物钢结构质量较轻，不用对7度以下的抗震烈度设防地区进行验算，但如果大于7度，那么就要从钢结构的横纵向进行抗震验算，看其是否符合居住条件。其次，如果地震控制设计出现效应组合作用时，那么就要采取相应的抗震措施，使其与轻型钢结构的特点相符。

4、合理调整结构布局

在工业建筑工程当中，通过合理调整结构布局，不仅能够对建筑工程当中的各项工作进行优化布置，还能够更好地回收和处理腐蚀介质，利用自然环境的引流效应，来减少建筑物的腐蚀。在进行实际操作时，首先就应该针对建筑空间进行整体的设计，可以优先考虑线性结构的形式设计方式，这样就能够保障与风向保持一致，减少腐蚀问题的发生。另外针对工业废水也需要进行合理的设计，要及时将这些废水排出室外，也可以对排水坡度进行合理的设计，这样能够提高排水的通畅性，也能够减少由于积水而导致一系列腐蚀问题。对于建筑物的基础部分来说，为了防止在生产过程当中对地下造成腐蚀，必须要严格控制侵蚀性液体的渗入，一般情况下可以对地面进行防渗堵漏和排水，这种处理方式在湿度较大的地区还需要进行一定的调整，必须要考虑当地的环境因素来采取更加合理的保护层厚度设计，否则其混凝土的保护层就会在实际应用的过程当中产生一定的开裂和剥落。

5、变形控制设计

基于计算的假定值，普通钢结构框架的化工厂房设计通常假设屋顶刚度趋于无穷大，挠度太大而无法满足要求。标准规范对起重机轨道顶部位置的水平位移有非常严格的规定，如果顶梁刚度太小，钢柱就会变成悬臂柱，位移达不到要求。在传统屋面应变控制设计过程中，主要是使用柱子和屋架相铰接形成桁架屋面梁，这是由于屋面板的尺寸大，荷载相对较大，导致容易出现漏水的问题，桁架屋梁的刚度越大，结构安全性越高。随着技术的不断发展，目前一般化工厂房的建设主要采用实腹式梁和轻型的彩钢板屋面。在这种情况下，屋梁变形问题不严重，不存在漏水问题，是比较理想的。因此，一般石油化工钢结构厂建筑物顶变形结构的设计必须保证科学合理的设计，以提高结构的设计质量。对于大吨位起重机和轻型屋面钢结构厂房，要注意解决屋面钢梁挠度问题，避免造成大量浪费，因此，对于钢梁挠度的设计指标可以适当放宽。

6、协调好生产工艺与结构布置的关系

通过协调好生产工艺与结构布置之间的关系，才能够更好地为工业生产活动提供更加优化的服务。因此将厂房结构设置和生产活动进行有机结合，才能够全面的发挥厂房的使用功能，切实将当前的工业生产推向更加有利的位置，这就要求相关的工作人员在设计厂房结构以前，全方位的了解和掌握工业建筑结构，防腐蚀设计过程当中所需的各项信息和资料，做好相关的准备工作，确保工艺设计和结构设计工作更好地进行。