180T项目锅炉构架计算书

锅炉构架计算书 项目编号： 2491.0-JS6工程名称:四川川锅锅炉有限责任公司*180t/h循环流化床锅炉项目 设 计李建民校 对徐晋原审 核张 勇审 定张 炜四川川锅锅炉有限责任公司目 录 1 概述41.1 设计要求1.2 主要技术规范 1.3 设计规定 1.4 计算方法 1.5 材料选用: 2计算简图53荷载统计.83.1恒载：锅炉本体荷载、电力设计院荷载及其它荷载3.2风荷载3.3地震作用 4荷载工况.104.1 荷载基本工况4.2 荷载基本组合工况 4.3 位移和变形验算时的荷载标准组合工况5计算结果.131.概述 本计算书为四川川锅锅炉有限责任公司*180t/h循环流化床锅炉项目锅炉构架（含顶板）的设计计算书。 1.1 设计要求 依据项目锅炉设备采购合同技术协议的要求，锅炉构架设计计算的主要设计要求如下： 1风荷载 .风荷载按五十年一遇设计风压计算，设计风压：0=0.80kN/m2.地面粗糙度：A类。2地震作用和抗震设计： .场地类别,类；.设计地震分组：第一组； .抗震设防烈度：7度。.设计基本地震加速度：0.10g。1.2 主要技术规范 国家标准钢结构设计规范（GB50017-2003）； 国家标准建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）； 国家标准建筑抗震设计规范（GB50011-2001）； 国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）； 国家标准锅炉钢结构设计规范（GB/T22395-2008）。1.3 设计规定锅炉构架设计采用极限状态设计方法；设计遵循弹性设计原则。1.4 计算方法 结构主构架的内力计算方法采用线弹性三维空间有限元算法，所有构件的内力计算和规范验算均由计算软件完成。 1.5 材料选用 锅炉构架主构架体系采用Q235B材料，顶板主梁采用Q345B材料。 2.计算简图 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。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 荷载统计 31锅炉本体荷载、电力设计院荷载及其它荷载3 1恒载：锅炉本体荷载、电力设计院荷载及其它荷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：、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。、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。、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。32风荷载 1基本设计参数：.风荷载按GB50009-2001的数据基本风压值为：0=0.80kN/m2， 设计风压取值：0=0.80kN/m2.地面粗糙度：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。3X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。33 地震作用33 地震作用：地震作用的计算过程如下：1基本设计参数：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max取0.08场地类别：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：0.035地震影响系数: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。-Y2地震作用基本工况2+X向水平地震作用+X3地震作用基本工况3-X向水平地震作用-X4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+X6风荷载基本工况7-X向风荷载-X7风荷载基本工况8+Z(-Z)向风荷载+Z(-Z)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 12345678911.3521.21.3531.21.3541.21.3551.21.3561.21.3571.21.35/注：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 12345678981.01.091.01.0101.01.0111.01.0121.01.0131.01.0/5.计算结果 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K1H1700H17005001625K2H1800H18005001630K3H1500H15004001620K4H1000H10004001220K1K2次梁13HK1200HK 1200400251245H600H600300812K2K3次梁68HK 700HK 7003501610910HK 700HK 7003001610K3K4次梁1116HK 500HK 500300128其它格条梁表5-2.大板梁强度和相对挠度计算,单位，N/cm2。编号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17000OK抗弯强度2950054.5%OK折算应力2950050.9%OK相对挠度8501116OKK2/H1800抗剪强度17000OK抗弯强度2950076.9%OK折算应力2950072.5%OK相对挠度850915OKK3/H1500抗剪强度17000OK抗弯强度2950060.3%OK折算应力2950055.7%OK相对挠度850936OKK4/H1000抗剪强度17000OK抗弯强度2950026.1%OK折算应力2950023.9%OK相对挠度8501470OK注：“”代表很小的値，下同。表5-3次梁的强度和相对挠度验算编号验算类别强度设计值计算值和设计值之比结论13抗剪强度12000OK抗弯强度2050064%OK折算应力2050059%OK相对挠度750980OK45抗剪强度12000OK抗弯强度2050024.1%OK折算应力2050022.1%OK相对挠度7501498OK68抗剪强度12000OK抗弯强度2050049%OK折算应力2050045.3OK相对挠度7501167OK910抗剪强度12000OK抗弯强度2050039.9%OK折算应力2050036.7%OK相对挠度7501234OK1116抗剪强度12000OK抗弯强度2050051.8%OK折算应力2050049.7%OK相对挠度7505993OK5.2 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 节点节点工况许用值(1/400)X(mm)Y(mm)Z(mm)结论1278206.2650.0810.073OK920-5.753-4.6090.005OK1020-1.445-3.7412.270OK11203.043-1.2550.037OK1220-2.710-3.2820.041OK1320-0.501-3.0991.874OK1298206.1630.0920.040OK920-5.587-4.555-0.057OK10201.989-0.7552.222OK11203.075-1.222-0.006OK1220-2.678-3.249-0.011OK13201.045-1.3961.827OK1328206.773-5.122-0.180OK920-5.191-1.4410.054OK1020-0.650-4.5857.065OK11203.558-4.088-0.102OK1220-2.225-2.470-0.024OK13200.187-4.0704.010OK1338206.666-5.0800.121OK920-5.027-1.4600.005OK10202.261-1.9677.191OK11203.586-4.0760.102OK1220-2.197-2.4580.024OK13201.424-2.4814.136OK1358206.788-3.899-0.184OK920-5.215-3.447-0.046OK1020-0.675-3.98316.281OK11203.546-3.755-0.115OK1220-2.331-3.582-0.117OK13200.170-3.8238.976OK1368206.857-2.959-0.098OK920-5.275-2.8990.036OK10200.791-2.92916.313OK11203.565-2.940-0.031OK1220-2.276-2.917-0.031OK13200.791-2.9299.049OK1378206.681-3.739-0.013OK920-5.052-3.2790.118OK10202.276-3.19816.448OK11203.574-3.5910.052OK1220-2.304-3.4190.055OK13201.431-3.3589.183OK1388206.782-2.744-0.227OK920-5.231-2.2940.007OK1020-0.692-2.85117.940OK11203.533-2.613-0.109OK1220-2.418-2.423-0.109OK13200.155-2.6689.758OK1398206.812-2.459-0.142OK920-5.248-2.4080.098OK10200.782-2.43417.971OK11203.550-2.444-0.022OK1220-2.341-2.423-0.022OK13200.782-2.4349.832OK1408206.675-2.582-0.059OK920-5.069-2.1220.190OK10202.271-2.02018.115OK11203.560-2.4450.065OK1220-2.390-2.2560.064OK13201.424-2.2039.972OK26285130.726-9.353-0.405OK951-23.574-8.0920.163OK1051-2.813-9.33049.568OK115115.632-8.956-0.119OK1251-8.896-8.466-0.122OK13510.883-9.00934.493OK26385130.814-5.337-0.522OK951-23.561-5.2120.032OK10513.626-5.27449.433OK115115.683-5.297-0.245OK1251-8.845-5.249-0.245OK13513.626-5.27434.373OK26485130.255-8.930-0.640OK951-22.843-7.652-0.099OK105110.094-7.68449.317OK115115.762-8.525-0.371OK1251-8.765-8.035-0.368OK13516.398-8.00534.274OK26585130.779-6.168-0.608OK951-23.593-5.1900.422OK1051-2.816-6.36849.655OK115115.652-5.878-0.092OK1251-8.952-5.477-0.093OK13510.892-5.97237.515OK26685130.853-4.372-0.729OK951-23.578-4.2690.325OK10513.638-4.32047.532OK115115.699-4.341-0.202OK1251-8.912-4.299-0.202OK13513.637-4.32137.409OK26785130.306-5.740-0.851OK951-22.860-4.7380.228OK105110.133-4.55047.434OK115115.782-5.437-0.312OK1251-8.822-5.036-0.311OK13516.424-4.94537.327OK26885130.406-0.9750.202OK951-23.438-10.3390.030OK1051-2.702-8.7279.919OK115115.594-3.7160.115OK1251-8.738-7.5900.118OK13510.880-7.3387.126OK27085129.954-0.9390.154OK951-22.720-10.240-0.037OK10519.803-2.5209.861OK115115.727-3.6480.060OK1251-8.605-7.5230.057OK13516.221-3.9097.068OK27485130.566-12.0220.050OK951-23.451-5.0270.091OK1051-2.718-11.28721.063OK115115.608-10.0030.072OK1251-8.764-7.0740.069OK13510.914-10.14312.139OK27585130.106-11.932-0.049OK951-22.728-5.0380.007OK10519.964-5.72220.972OK115115.740-9.963-0.023OK1251-8.633-7.034-0.019OK13516.331-6.86612.047OK3100882.549.600-2.9480.299OK982.5-35.404-13.2850.073OK1082.5-1.339-11.71717.680OK1182.525.410-6.0260.186OK1282.5-11.227-10.2030.186OK1382.53.611-10.06611.739OK3102882.548.995-2.8780.268OK982.5-34.371-13.1930.036OK1082.515.749-4.43517.646OK1182.525.625-5.9450.152OK1282.5-11.013-10.1210.152OK1382.510.798-6.08711.705OK3110882.549.854-15.9980.101OK982.5-35.595-8.9600.112OK1082.5-1.333-15.98531.501OK1182.525.429-13.9290.106OK1282.5-11.284-11.0620.107OK1382.53.634-14.45418.087OK3111882.549.232-15.8940.044OK982.5-34.546-8.9280.054OK1082.515.806-8.90531.443OK1182.525.642-13.8610.049OK1282.5-11.071-10.9930.049OK1382.510.838-10.43518.143OK3112882.550.118-13.348-0.417OK982.5-35.850-11.2610.146OK1082.5-1.342-12.93476.079OK1182.525.422-12.693-0.133OK1282.5-11.413-11.879-0.138OK1382.53.637-12.60736.794OK3113882.549.473-12.785-0.275OK982.5-34.777-10.6760.312OK1082.515.824-11.10176.225OK1182.525.635-12.1190.016OK1282.5-11.200-11.3050.021OK1382.510.845-11.42637.009OK3114882.550.158-8.113-0.688OK982.5-35.905-6.9140.503OK1082.5-1.351-8.27678.828OK1182.525.412-7.755-0.092OK1282.5-11.492-7.269-0.093OK1382.53.629-7.83840.259OK3115882.549.506-7.546-0.488OK982.5-34.827-6.3120.705OK1082.515.817-6.16779.025OK1182.525.625-7.1700.108OK1282.5-11.279-6.6840.109OK1382.510.837-6.60440.479OK41298111.7566.119-8.781-0.624OK9111.75-41.750-7.5571.069OK10111.75-2.435-8.89789.759OK11111.7534.598-8.4130.225OK12111.75-10.589-7.9190.223OK13111.755.602-8.47945.906OK41308111.7565.163-8.218-0.646OK9111.75-41.117-6.9571.066OK10111.7526.643-6.86089.746OK11111.7534.437-7.8320.208OK12111.75-10.750-7.3380.210OK13111.7518.605-7.27645.933OK41318111.7566.342-5.7970.787OK9111.75-41.944-16.4310.004OK10111.75-2.360-15.13433.724OK11111.7534.907-8.9860.400OK12111.75-10.648-13.2440.394OK13111.755.648-13.28020.808OK41328111.7565.400-5.6870.749OK9111.75-41.315-16.358-0.044OK10111.7526.601-7.00333.681OK11111.7534.750-8.8950.348OK12111.75-10.805-13.1530.354OK13111.7518.586-8.85620.794OK41338111.7566.200-20.7570.185OK9111.75-41.818-13.9680.455OK10111.75-2.434-21.75756.288OK11111.7534.689-18.7430.319OK12111.75-10.563-16.0090.321OK13111.755.612-19.74831.047OK41348111.7565.254-20.6410.109OK9111.75-41.189-13.8810.374OK10111.7526.658-12.86656.210OK11111.7534.531-18.6420.243OK12111.75-10.721-15.9070.241OK13111.7518.609-14.87330.993OK41358111.7566.062-17.156-0.298OK9111.75-41.688-13.7690.807OK10111.75-2.417-15.96476.628OK11111.7534.593-16.0940.255OK12111.75-10.524-14.7750.254OK13111.755.615-15.72039.956OK41368111.7565.105-16.594-0.309OK9111.75-41.058-13.1850.804OK10111.7526.628-14.38976.620OK11111.7534.430-15.5210.247OK12111.75-10.687-14.2020.248OK13111.7518.594-14.63039.972OK5.2.2梁的强度和相对挠度验算梁的相对挠度验算以梁段为对象；比如柱间梁作为一个整体可视为一个梁段。由于多数荷载是以柱节点荷载形式输入的，该部分梁的相对挠度验算仅供参考。单元号: 17 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 5.180 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 46.75, lmdy = 112.70 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 1, nDj2 = 381 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢411(梁抗弯强度) 0.054 过于保守 B14 5.180 2 普钢附录A(梁构件挠度) 0.032 过于保守 B22 2.158 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢411 -22.24 -8.09 0.06 0.20 16.00 2 普钢附录A / / / / /单元号: 18 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 4.155 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 37.50, lmdy = 90.40 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 1, nDj2 = 5 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢附录A(梁构件挠度) 0.085 过于保守 B20 1.731 2 普钢411(梁抗弯强度) 0.067 过于保守 B14 0.000 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢附录A / / / / / 2 普钢411 -2.99 7.81 -0.09 0.21 19.85单元号: 19 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 4.155 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 37.50, lmdy = 90.40 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 3, nDj2 = 6 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢附录A(梁构件挠度) 0.082 过于保守 B20 1.731 2 普钢411(梁抗弯强度) 0.065 过于保守 B14 0.000 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢附录A / / / / / 2 普钢411 -3.09 7.66 0.09 -0.26 19.32单元号: 20 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 4.155 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 37.50, lmdy = 90.40 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 5, nDj2 = 9 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢附录A(梁构件挠度) 0.076 过于保守 B21 2.424 2 普钢411(梁抗弯强度) 0.057 过于保守 B13 4.155 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢附录A / / / / / 2 普钢411 -49.60 -6.56 0.10 0.60 16.36单元号: 21 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 4.155 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 37.50, lmdy = 90.40 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 6, nDj2 = 12 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢附录A(梁构件挠度) 0.073 过于保守 B20 2.424 2 普钢411(梁抗弯强度) 0.056 过于保守 B13 4.155 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢附录A / / / / / 2 普钢411 -49.98 -6.48 -0.11 -0.64 16.04单元号: 22 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 2.089 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 18.85, lmdy = 112.70 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 9, nDj2 = 380 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢411(梁抗弯强度) 0.236 过于保守 B22 0.000 2 普钢附录A(梁构件挠度) 0.106 过于保守 B22 0.696 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢411 52.77 39.89 1.36 -6.44 62.28 2 普钢附录A / / / / /单元号: 25 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 5.850 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 52.80, lmdy = 63.64 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00, lmdt = 300.00 计算挠度时的端节点: nDj1 = 9, nDj2 = 13 构件长度/容许变形: Dff = 500 (检验结果) 检验条款 应力比 检验结果 工况 截面 m 1 普钢411(梁抗弯强度) 0.144 过于保守 B20 5.850 2 普钢附录A(梁构件挠度) 0.080 过于保守 B21 4.388 相应条款检验内力 轴力FX 剪力QY 剪力QZ 弯矩MY 弯矩MZ 1 普钢411 -41.30 -14.26 0.17 0.25 42.83 2 普钢附录A / / / / /单元号: 26 检验规范： 普钢规范(GB50017-2003) 构件类型： 受弯构件 (构件参数) 构件几何长度(m): L = 5.850 作为梁受弯稳定系数: faibz = 1.000, faiby = 1.000 构件长细比(无支撑): lmdz = 52.80, lmdy = 63.64 受压、受拉长细比限值: lmdc = 150.00,