石化装置中塔形设备楼梯间的结构设计重点

0 引言

常压塔和减压塔的刚度较大, 因此在设计结构时需要有多个楼梯间来实现连梁与塔的连接, 要确保楼梯间能够在自然灾害影响下保持正常的工作状态。但是在平时的操作过程中, 由于塔内进行的是对原油的蒸馏工作, 其温度会很高, 在停产检修塔内设备时, 温度又回到了正常的状态, 如此反复的温度变化让塔内的设备在运行时出现不同程度的收缩与膨胀。

1 石化装置中塔形设备楼梯间结构设计的基本方案选择重点

1.1 石化装置中塔形设备楼梯间结构设计的基本方案

现针对石化装置中塔形设备楼梯间结构设计制定了两种方案, 第一种是用四根钢柱组成楼梯间的独立框架结构, 这种方案中楼梯间和塔体不需要有连接, 避免出现因塔体结构变化造成楼梯间结构不稳定的现象, 但是导致总体建筑结构较高, 并且选用四根钢柱导致整体的用钢量增加和占地面积较大。

第二种方案是用两根钢柱, 在强轴方向上与刚度较大的塔进行连接, 在连接后利用与塔之间的结构来实现在平面上的构造, 让另一个方向上的风荷载也能有效的传递到塔中, 节省了楼梯间建造的空间。在常压塔与减压塔两者需要连接时, 还要单独建造一个楼梯间, 这时对楼梯间结构的占地面积提出了更高的要求[1]。

方案二虽然不能避免因塔体变形导致的楼梯间结构不稳定, 但是相比较方案一来说减少了用钢量, 实现了对资源的节约和建筑成本的减少, 并且楼梯间所占的空间较少, 能够很好地实现两塔之间的联系, 总结起来还是方案二更加适合普遍的石化装置中塔形设备楼梯间的结构设计。但是也会出现方案一更加适合的情况, 这就需要设计者在进行设计时根据实际的建造情况和建造需求来选择更适合的方案。

1.2 石化装置中塔形设备楼梯间结构设计的基本方案选择方式

在选择楼梯间结构设计的基本方案时, 要事先进行对楼梯间结构各项规格的计算, 并在保证楼梯间结构稳定和不影响其他设备运行的前提下, 尽可能的实现与塔内设备的更多连接。想要选择最适合的楼梯间结构设计方案就要做好对相关资料的收集工作, 排查塔内可能会出现的问题, 如塔体表面可能在与楼梯间的衔接位置上会出现入口和设备平台等多种情况, 这些问题会导致该层标高出现无法连接的现象。在出现上述情况时, 设计人员要及时的与该项设备运行的专业人员进行联系, 主动的与技术人员协商, 共同解决出现的问题, 如果建造的客观条件确实不能满足楼梯间结构的稳定, 可以考虑上述的方案一, 即楼梯间独立建造的结构。

2 石化装置中塔形设备楼梯间结构设计中滑动节点设计重点

2.1 长椭圆孔滑动节点设计重点

长椭圆孔滑动节点设计就是在设备连接端板上开出一条较为细长的螺栓孔, 当塔体出现膨胀时, 连接在塔身的端板随着塔体的变化而向上滑动, 螺栓在开出的细长的螺栓孔中也能随着塔体而滑动, 这就保证了连接塔身与楼梯间的连梁不会出现高度上的变化, 增加了楼梯间结构的稳定性。但是在操作过程中, 为了避免出现螺栓在孔内无法滑动的现象, 不能将螺栓拧死, 这样对连梁的质量和规格就有了更高的要求[2]。

2.2 双圆孔滑动节点设计重点

这样的节点设置方式不同于长椭圆孔滑动节点的一边固定一边滑动结构, 而是将连梁的两端都做成可以滑动的结构, 这样无论是在塔体膨胀或者是紧缩, 横梁都能随着塔体的变化而变化。其应用原理为连梁通过在节点内的滑动来减少塔体变形带给连梁的影响, 达到楼梯间结构的稳定。这样的节点设置方式的螺口形状较为简单, 连梁也不会因为层高变化而受到影响, 施工较为简单[3]。

2.3 两种节点设计的区别

横梁承受的重力不同, 长椭圆孔滑动节点设计是悬臂受力, 双圆孔滑动节点设计是简支受力。两种节点方式能够承受的塔体膨胀程度不同, 双圆孔滑动节点设计的错动距离是由横梁长度和螺孔的直径决定的;长椭圆孔滑动节点设计得错动距离较为随意, 可以根据需要来选择开孔的长度。

3 结语

楼梯间的建设受到很多因素的影响, 其中塔体变形是主要的因素, 设计人员需要通过选择适合的楼梯间结构和合适的节点方式来减轻这一因素的影响。在设计前对设计中的数据进行细致的测量, 考虑不同高度的塔身在膨胀时的程度, 分析楼梯间建造的客观条件, 结合实际情况和所掌握的技术来完成对石化装置中塔形设备楼梯间的结构设计。

摘要：石化行业的减压装置中主要包括了常压和减压两个塔形设备, 蒸馏流经塔内的原油, 其外形像塔, 塔顶往往能达到很高的高度, 因此旁边需要建造楼梯间, 方便工作人员对各个平台进行检修。本文提出了石化装置中塔形设备楼梯间结构设计的基本方案选择重点, 分析了石化装置中塔形设备楼梯间结构设计中滑动节点设计重点, 供从事相关工作的人员参考。

关键词：石化装置,塔形设备楼梯间,结构设计

参考文献

[1] 陈雨.石化装置中塔形设备楼梯间的结构设计重点[J].科技传播, 2016, 08:163-164+169.、

[2] 张耀庭, 段剑林.钢筋混凝土框架结构中楼梯间布置位置的研究[J].建筑结构学报, 2013, 05:72-79.

[3] 董海涛.对钢筋混凝土框架结构楼梯间的设计建议[J].煤炭工程, 2013, S1:26-28.