某烧结项目降尘室结构设计

郝 雨 廖小锋

(中冶华天工程技术有限公司，江苏南京 210019)

1 工程简介及降尘室设计［1］

1.1 工程简介

某钢厂新建1×180 m2烧结机，年产整粒冷烧结矿200万t。本地区抗震设防烈度为6度，设计基本加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ类，设计特征周期0.45 s。基本风压:0.40 kN/m2，地面粗糙度:B 类。基本雪压:0.65 kN/m2。本烧结项目含一降尘室，降尘室的形状及大小由烧结专业确定。降尘室工作压力－16 500 Pa，最大－21 000 Pa，粉尘粒度0 mm～10 mm。

1.2 降尘室设计

1)柱。

降尘室有8根钢柱支承，柱距均为6 m，箱体以下柱采用热轧H型钢HM390×300×10×16，箱体内柱采用HW400×400×13×21。由于结构竖向及水平荷载均不太大，采用变截面柱能节省不少钢材。

2)骨架。

主梁横向布置，截面为HN400×200×8×13，次梁竖向布置，截面为HN200×100×5.5×8，间距均大约为2 m，主次梁形成2 m×2 m的框格。

3)铺板。

在主次梁形成的框格内布置间距不大于500的双向加劲肋，形成密肋铺板。

4)支撑为增加水平刚度，在降尘室两方向均设置柔性支撑。

2 框格及密肋铺板计算分析［2，3］

2.1 模型及加载

钢铺板厚度为 5 mm，加劲板 －90×6，铺板承受风吸力－21 000 Pa，采用SAP2000进行建模计算，模型见图1。

2.2 计算结果分析

1)应力。

从图2可以看出，铺板最大拉应力出现在与加劲连接处，约为130 MPa，满足强度要求。

2)挠度。

在荷载工况标准组合下，得到铺板的挠度如图3所示，从图3中可知，铺板的挠度等值线呈梅花状分布，中部附近挠度最大，达到9.8 mm，满足规范［1］要求。

3 整体计算模型及结果分析

3.1 模型

经过密肋铺板计算得知在铺板安全的前提下，铺板的加劲可不必逐个建立到计算模型中，只需通过质量相等的原则把加劲等效成一定厚度的钢板增加到铺板中。因此，铺板在整体计算中起到传递荷载的作用。通过这种方法简化后建立降尘室的模型如图4所示。

图1 框格及铺板计算模型

图2 SY应力

图3 铺板挠度

3.2 计算结果分析

以构件应力比为控制指标，对结构构件截面进行多次优化。图5为降尘室立面的设计应力比，图中各构件的设计应力比约为0.75，保证结构安全性的前提下尽量节省钢材。

图4 降尘室计算模型

图5 立面设计应力比

4 结语

本文先介绍该烧结项目降尘室的工程概况及设计过程，然后用SAP2000软件对结构中的密肋铺板单独进行计算分析，最后按质量等效方法简化后建立降尘室的整体模型。通过多次这种循环计算得到最优的设计方案。

［1］GB 50017-2003，钢结构设计规范［S］.

［2］汪一骏，顾泰昌.钢结构设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［3］北京金土木软件技术有限公司，中国建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南［M］.北京：人民交通出版社，2011.