鍋爐鋼結構節點加固設計分析

時間:2022-02-07 11:05:26

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鍋爐鋼結構節點加固設計分析

1工程概況

經濟合理地對節點的負載情況進行評估,并進行不同加固方式的確定,依照當前鋼結構的節點在加固方面的具體原則:如果梁的應力出現超限的情況或是出現穩定性不夠的情況,這個梁和柱進行連接的節點也應該在一定程度上做出加固和補強;如果出現支撐應力出現超限的情況或是出現穩定性無法達到要求的情況,和其進行連接的節點板部分也應該在一定程度上進行加固補強,需加固節點統計的情況見表1。

2電廠脫硝改造中鍋爐鋼結構節點加固設計

2.1梁柱端板連接節點加固。端板在進行連接施工的過程中相對而言比較便捷,在本工程當中加固的過程中使用栓焊并通過節點做出連接,加固焊縫的過程中在各種合力條件的影響下需要對正應力σ和剪應力τ進行承擔。加固的計算手段根據CECS77∶96當中的具體規定,剪應力的計算公式為:Tf=VheLw≤0.85fwfJGJ82—2011當中有具體的規定,如果發現焊接加固在補強之前的荷載情況和摩擦型高強度螺栓連接承載力設計值相比,小于25%的情況下,剪應力的計算公式為:Tf=NfsheLwfwf在這個公式當中,Nwb=Nfs+0.75Nbv,如果不是這樣,摩擦型高強度螺栓連接和角焊縫焊接連接將需要對加固焊接補強前的荷載和加固焊接補強后所新增加的荷載進行承擔。在整個工程當中增加的荷載都需要通過新增的角焊縫來進行承擔,一些P軸端板的連接節點加固的具體手段是不同的,計算的結果進行對比情況和不同的規范進行計算的具體結果之間的對比見表2和表3。依照獲得的計算結果,對V1、V2,M1、M2和抗剪承載力的情況進行對比能夠明顯地發現:①當通過端板進行圍焊操作的過程中,其抗剪的承載力和端板側焊的提升情況相比不是非常明顯,然而在抗彎承載力方面的提升是非常明顯的。在本結構當中,梁柱平齊式端板在連接節點方面需要承受的彎矩沒有達到非常大的情況,在原結構當中,具有的螺栓或是新增的一些側面角焊縫在抗彎承載力方面能夠達到相關的要求,另外對增加焊縫的過程中所出現的焊接殘余應力情況也不能忽略,所以在這類節點當中只需要通過端板側焊縫做出一定的加固補強就可以了;②如果通過側面角焊縫的過程中,能夠很好地提升其抗剪的承載力,另外如果通過較小角焊縫的過程中,側焊縫已能夠對所有新增荷載進行承擔。2.2梁柱小端板加側向蓋板連接節點加固。這種節點在構造方面比較復雜,其梁柱的節點除根據平齊式端板進行連接之外,還需要進行側向蓋板的補充。整個側向蓋板在尺寸方面比較大,原有的節點在承載力方面已經很大了。依照與這種節點相關的梁加固手段能夠很好地進行節點加固手段的選擇和使用,如圖1所示。和這個節點相關的梁上進行了一個比較大的荷載增加,所以一定要在這個梁上新設計一條工字型的鋼梁,只有這樣才可以確保梁能夠進行正常的工作。在規范當中有具體的規定,如果這條新增的鋼梁和柱出現可靠鏈接的時候,可以不采取節點進行加固。2.3斜支撐節點板焊接節點加固。依照構件在加固方面的具體要求,如果整個結構中斜支撐出現超限的情況,將需要加固雙角鋼的肢角處,必要的時候可以進行鋼板的焊接。為確保加固鋼板和節點板之間進行合理的連接,需要在加固鋼板上進行節點板的設置,并做好焊接加固的工作,其整個焊接的長度需要超過100mm,具體的長度情況和焊角的尺寸應該依照軸力進行具體計算而得到。依照一定的計算能夠發現,讓焊角尺寸增加或是讓焊縫的長度增加,可能會明顯影響節點的承載力。所以在進行具體加固工程的過程中,如果出現斜支撐節點板在焊接過程中節點承載力無法達到要求的時候,需要依照實際的情況進行彌補措施的設置,比如說讓焊腳的尺寸增加或是讓焊縫的長度增加:①如果出現節點板的尺寸有限的情況,無法讓焊縫長度增加的時候,可讓焊腳的尺寸增加;②如果出現節點板的尺寸有限的情況下,另外焊角的尺寸已經達到了其可以承受的最大值時,其承載力仍如果還是無法達到具體的要求,可在焊接鋼板上讓節點板的尺寸適當增加。在本工程項目中,其節點板的尺寸都有一定的剩余。依照實際的情況發現,相關的節點采取焊縫的長度需要達到250mm,焊角的尺寸需要達到9mm。2.4柱腳的處理。因為在原結構的基礎上進行了脫硝設備的添置,整個結構需要對更大的荷載進行承擔,在分析了整體的建模結構之后,需要注意對固柱的柱腳反力進行平衡。柱腳需要對軸力進行承擔,所以只需要對柱腳底板下混凝土基座在抗壓能力方面是不是可以達到相關要求進行演算就可以了。原柱底板下所使用的材料是C30混凝土,如果混凝土的抗壓強度無法達到當前的具體要求時,最為簡單有效的手段就是讓柱底板的尺寸進一步增加。柱腳根據受力的特點能夠進行劃分,主要可以分為鉸接柱腳和剛接柱腳:鉸接柱腳在基礎連接的地方不會出現非常明顯的彎矩,而且具有非常好的受力,柱腳方面構造也相對比較簡單;剛接柱腳和基礎連接的地方承受的彎矩非常大,而且柱腳在構造方面比較復雜。

3結束語

從當前的角度進行分析可以發現目前沒有專門進行電廠等特殊行業在特殊結構方面的鑒定、檢測和加固的具體要求,還必須進行一定程度的補充和完善。尤其是在進行節點加固的計算過程中,當前的規范在進行加固計算方面的原則和方法規定相對而言比較少,另外還需要注意進一步完善有關規定。

參考文獻

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作者:閆靜舟 單位:河北能源工程設計有限公司