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【摘要】型鋼混凝土組合結構是采取軋制或焊接成型等方法在混凝土內配置型鋼和鋼筋的一種獨特結構。論文結合具體工程實際，重點探討型鋼混凝土結構在石油化工結構設計中的應用，以期提升石油化工結構設計的質量。

【關鍵詞】型鋼混凝土；石油化工；結構設計

1引言

型鋼混凝土結構構件具備諸多優勢，比如：受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重輕等，在石油化工結構設計中具備很優越的應用價值。在型鋼混凝土結構設計過程中，需要明確方法，遵循《型鋼混凝土組合結構技術規程》《型鋼混凝土結構設計規程》等[1]。此外，還有必要通過構件的實際受力情況，對設計進行優化。總之，由于型鋼混凝土具備很好的應用價值，所以對其應用進行探討意義重大。

2工程實例分析

在石油化工焦化裝置中，焦炭塔框架屬于核心構筑物，操作重量大，裝置支座位置及井架總高度偏高，通常情況下會有焦溜槽以及樓梯間附帶。整體結構體系較復雜，設計存在一定難度。以某煉油廠為例，其工程延遲焦化裝置焦炭塔框架屬于兩塔結構，焦炭塔單塔自重達4300kN(430t)，塔外徑為9690mm，單塔最大高度為41.3m。水焦工況最大操作介質為3040t，滿焦工況焦炭量達到1150t。該工程所處場地在地面上10m位置的基本風壓為0.5kN/m2，地面粗糙度為B類，抗震設防裂度為7度，工程場地設計基本地震加速度值為0.15g[2]。從框架設計來看屬正常，但在結構空間利用方面提出了一些基本建議：（1）盡可能控制主要構件截面，使整體平面布置的需求得到有效滿足；（2）確保塔體下方具備充足的空間，能夠設置冷焦水過濾器1臺和別的附屬操作框架；（3）在塔體下方框架位置，有必要對全封閉設備操作房進行合理設置；（4）確保型鋼混凝土結構能夠合理、科學地應用，進而發揮型鋼混凝土結構的作用。

3型鋼混凝土結構的選擇以及模型的計算

3.1結構選擇

對于上述工程的焦炭塔框架設備支承部分來說，為典型的塔型設備基礎，即：兩塔板式框架聯合塔基礎，一共有3層，高為27m，縱向連續兩跨2.5m×2，橫向為單跨12.5m，出焦井架標高為27～117m，屬中心支撐鋼結構框架。

3.2模型計算

在設計中，所使用的是有限元分析軟件STRAT，在利用該軟件進行計算過程中需由經驗豐富的技術人員操作，以確保計算值的精準性。同時，在焦炭框架選擇上，選擇高聳組合結構，在建模分析過程中，有必要對下部混凝土框架和上部鋼結構的共同作用充分考慮，以此有效模擬結構的具體情況。對于完整的焦炭塔框架模型來說，需具備：①混凝土框架柱；②井架鋼結構梁；③混凝土框架梁。此外，利用厚殼單元模擬混凝土頂板，利用薄殼單元模擬設備塔體。

4荷載組合與截面設計

4.1荷載組合分析

根據相關設計規范要求，對焦炭塔框架設計需根據承載能力極限狀態最不利的效應組合加以設計。因此，兩塔結構設計時的荷載組合為：（1）正常操作工況下：1.2永久荷載＋1.0×1.3×（介質荷載＋活荷載）＋1.4×風荷載；（2）停產之前：1.2永久荷載＋1.0×1.3×（介質荷載＋活荷載）＋1.4×風荷載；（3）停產檢修工況下：1.2永久荷載＋1.0×1.3×活荷載＋1.4×風荷載；（4）地震作用下：1.2×[永久荷載＋0.5×（介質荷載＋活荷載）]＋1.3×水平地震荷載＋1.4×0.2×風荷載[3]。總之，需合理分析荷載組合，以此為進一步截面設計以及計算結果的準確性提供保障。

4.2截面設計分析

截面框架柱、框架梁的設計內容如下：1）框架柱設計。在設計初始階段，如果外在條件全部一致，為了使框架柱截面的尺寸得到有效保證，可選擇2種框架柱截面尺寸，通常會選擇1個大柱尺寸，即：2500mm×2500mm規模；同時選取1個小柱尺寸，即：1800mm×1800mm規模，根據計算結果，采取對比的方法最終選擇適合本工程結構的合理尺寸。在外在條件一致時，大柱和小柱模型需采取分別進行計算的方法。由于會受到框架柱截面尺寸差異的影響，進而使結構剛度存在很大的差異。針對此類情況，需要利用地震組合工況控制好設計結構。從實際經驗來看，小柱模型在剛度上偏小，在柔性上較好，基于同樣風載或者地震條件作用之下，結構內力偏小，便于為構件截面設計提供有利的條件。2）框架梁設計。對于框架梁來說，因受到工藝設計需求的影響，加之標高相對明確，使得調整的空間偏小。在梁截面上，一般選取為1500mm×2500mm。在對梁截面剛度進行合理增多的條件下，能夠使框架柱的反彎點位置得到有效控制，進而使框架梁設計彎矩的要求得到有效滿足。基于框架梁內部對H型鋼進行設計，能夠和框架柱內型鋼柱之間組合成為內框架體系，從而使結構的整體性得到有效提升[4]。此外，框架頂板屬于設備的支座層，起到承載塔體荷載的作用，在頂板中間部位需設置型鋼斜梁，并采取STRAT計算結果提取內力，對厚板配筋進行計算。總結起來，在設置斜梁的條件下，能夠使頂板的受力得到有效改善，同時使傳力路線得到有效簡化。

5結語

本次研究結合實際工程案例，對型鋼混凝土在石油化工結構設計中的應用進行了探討。在了解工程實例的條件下，需選擇合理的型鋼混凝土結構，并通過模型的計算，進一步分析荷載組合，然后在截面設計過程中，注重框架柱的設計和框架梁的設計。總之，對于型鋼混凝土結構來說，對型鋼和混凝土共同受力的特性加以應用的條件下，使混凝土的抗壓性能以及型鋼的抗彎性能得到有效展現，進而使結構的延展性得到有效提升。此外，在合理應用型鋼混凝土結構的條件下，能夠提升結構空間的利用效率，進而使實際生產需求得到有效滿足。

作者:冉艷華 單位:中海油山東化學工程有限責任公司

【參考文獻】

【1】陳燕,何夕平,馬樂樂.各國規程對型鋼混凝土梁抗彎承載力計算對比分析[J].青島理工大學學報[J],2016（3）:24-29.

【2】孫宇,鄭巖,胡勇剛.延遲焦化在煉油工業中的技術優勢及進展[J].石化技術與應用,2012（3）:260-264.

【3】蘇君超.焦炭塔框架阻尼比的取值[J].石油化工設計,2014(4):15-18.

【4】宋桂珍.鋼結構防火涂料在石油化工裝置中的應用[J].技術與市場,2011(6):175.

【5】靳鐵鋼.輕型鋼結構設計問題探討[J].城市建設理論研究（電子版），2011（33）：11-12.

【6】張金法.門式剛架輕型鋼結構設計及施工中一些問題和措施[J].城市建設理論研究（電子版），2011（22）：46-47.

【7】唐國昱.型鋼混凝土結構在工程設計中的應用[J].價值工程,2012（21）：93.

【8】JasimAliAbdullah.鋼管混凝土和套管混凝土短柱的抗剪強度和性能分析[J].鋼結構，2010（3）：156-157.

【9】劉巨保，許蘊博.基于GB50341標準設計的立式拱頂儲罐弱頂結構分析與評價[J].化工機械，2011（4）：96.

【10】李懿.淺析輕鋼廠房結構設計要點[J].山西建筑，2013（17）：75.

【11】GB50017—2003鋼結構設計規范[S].

【12】陳寧.基于廠房設計的鋼結構設計要點分析[J].門窗，2014(1):226-227.