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文檔簡介

代替GB/T22395—2008鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范I前言 12規(guī)范性引用文件 l3術(shù)語和定義 14一般要求 25材料、設計指標和結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)變形的規(guī)定 36鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的布置 87作用及其效應組合 8結(jié)構(gòu)分析 9梁的設計 10柱的設計 11支撐系統(tǒng)的設計 12連接設計 13鍋爐鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點抗震承載力驗算和抗震構(gòu)造措施 14鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的防銹、防腐蝕處理 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T22395—2008《鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》,與GB/T22395—2008相比,除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外,主要技術(shù)變化如下:a)更改了鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的主要受力結(jié)構(gòu)的鋼級(見5.1,2008年版的5.1);b)增加了Q390鋼級和Q420鋼級的相關(guān)數(shù)據(jù)(見表1、表3、表4、表5、表30和表46);c)增加了鍋爐鋼結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)量等級的選取原則(見5.4);d)更改了鋼材和焊縫的強度設計指標(見5.9,2008年版的5.9);e)更改了風壓高度變化系數(shù)和陣風系數(shù)的取值(見7.2.3和7.2.6,2008年版的7.2.3和7.2.6);f)更改了地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整和形狀參數(shù)的公式(見7.3.14,2008年版的7.3.12);g)更改了鍋爐鋼結(jié)構(gòu)在多遇地震下的阻尼比取值(見7.3.15,2008年版的7.3.13);h)更改了構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)(見表19,2008年版的表24);i)更改了強支撐框架的判別公式(見10.2.4,2008年版的10.2.4);j)更改了高強度螺栓摩擦型連接摩擦面抗滑移系數(shù)的數(shù)值(見12.3.1,2008年版的12.3.1);k)更改了錨栓選用表中基礎混凝土的強度等級(見表40、表41,2008年版的表49、表50);1)更改了承壓型高強度螺栓開孔孔徑的規(guī)定(見12.4,2008年版的12.4);m)增加了栓焊并用連接的承載力計算公式(見12.5);n)更改了高強度螺栓撬力計算公式(見12.7.7,2008年版的12.7.5);o)增加了吊耳的計算公式(見12.8);p)增加了構(gòu)件和節(jié)點抗震承載力的驗算內(nèi)容(見13.1)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會(SAC/TC262)提出并歸口。本文件起草單位:北京巴布科克·威爾科克斯有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、上海鍋爐廠有限公司、東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、武漢鍋爐股份有限公司、杭州華電技術(shù)開發(fā)有限公司、華業(yè)鋼構(gòu)有限公司、哈爾濱工業(yè)大學、浙江大學、上海交通大學、上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司、華西能源工業(yè)股份有限公司、武漢武鍋能源工程有限公司。本文件主要起草人:李大生、孫洪鵬、軒轅詩威、蘇剛、陳勇軍、劉樹新、曾嬋娟、賈天新、王玉銀、本文件于2008年首次發(fā)布,本次為第一次修訂。1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范本文件規(guī)定了支承式和懸吊式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設計原則和方法。本文件適用于支承式和懸吊式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設計。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T700碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T1228鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓GB/T1229鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母GB/T1230鋼結(jié)構(gòu)用高強度墊圈GB/T1231鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼GB/T3632鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副GB/T5117非合金鋼及細晶粒鋼焊條GB/T5118熱強鋼焊條GB/T5293埋弧焊用非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求GB/T5313厚度方向性能鋼板GB/T12470埋弧焊用熱強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求GB50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50011建筑抗震設計規(guī)范GB50017—2017鋼結(jié)構(gòu)設計標準GB50019工業(yè)建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范GB50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JGJ82鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程JGJ99—2015高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程NB/T47043鍋爐鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)規(guī)范NB/T47055鍋爐涂裝和包裝通用技術(shù)條件3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件??蚣芙Y(jié)構(gòu)framestructure由柱和梁剛性連接組成的具有抗剪和抗彎能力的結(jié)構(gòu)。2框架-支撐結(jié)構(gòu)frame-bracingstructure由框架和支撐共同組成抗側(cè)力體系的結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)bracingstructure在梁柱構(gòu)件所在平面內(nèi),沿斜向設置支撐構(gòu)件,以支撐軸向剛度抵抗側(cè)向作用的結(jié)構(gòu)。主柱maincolumn主要承受鍋爐本體荷載、風荷載和地震作用的柱。頂板mainboilersupportlevel鍋爐鋼結(jié)構(gòu)頂部懸吊或支承鍋爐本體荷重梁的總稱。頂板主梁maingirder頂板中直接把鍋爐本體荷載傳給柱的梁。頂板次梁secondarygirder與頂板主梁相連,把荷載傳給頂板主梁的梁。由上下兩部分(或多部分)組成,用螺栓或焊接連接在一起共同工作的梁。深梁deepbeam高跨比大于1/6的簡支單跨梁。4一般要求4.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)支承鍋爐本體各部件,并維持它們之間的相對位置,承受風荷載、雪荷載和地震作用,承受電站設計單位提供并經(jīng)同意作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上的荷載。除特殊要求外,鍋爐鋼結(jié)構(gòu)不直接承受動力荷載。4.2進行鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計時,應合理選擇結(jié)構(gòu)方案、材料、連接方式和構(gòu)造措施,滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件在運輸、安裝和使用過程中的強度、穩(wěn)定性和剛度要求。4.3鍋爐鋼結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法,用分項系數(shù)設計表達式進行計算,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計。4.4承載能力極限狀態(tài)包括:構(gòu)件或連接的強度破壞、脆性斷裂,因過度變形而不適用于繼續(xù)承載,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系和結(jié)構(gòu)傾覆;正常使用極限狀態(tài)包括:影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形,影響正常使用的振動,影響正常使用或耐久性能的局部損壞。4.5按承載能力極限狀態(tài)設計鍋爐鋼結(jié)構(gòu)時,應采用荷載(作用)效應的基本組合和偶然組合。按正常使用極限狀態(tài)設計鍋爐鋼結(jié)構(gòu)時,應采用荷載(作用)效應的標準組合。4.6抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),應進行抗震設計。本文件適用于抗震設防烈度為36度~9度地區(qū)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設計。抗震設防烈度大于9度時,應按專門規(guī)定執(zhí)行。4.7露天布置和緊身封閉的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)應進行抗風驗算。4.8構(gòu)件應避免高溫(150℃以上)作用,長期受到高溫作用的構(gòu)件,除選用合適的鋼材外,應采取隔熱或冷卻措施。4.9鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長度(伸縮縫的間距),露天布置時不超過120m,緊身封閉時不超過150m,可不計入溫度應力和溫度變形的影響。4.10設于寒冷地區(qū)的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),在設計時應采取措施提高結(jié)構(gòu)的抗脆斷能力。4.11鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點無論采用何種連接形式,當節(jié)點視為剛性連接時,應符合受力過程中構(gòu)件在節(jié)點處的交角不變的假定,同時連接應具有充分的強度承受交匯構(gòu)件端部傳遞的所有最不利內(nèi)力。當節(jié)點視為鉸接時,應使連接具有充分的轉(zhuǎn)動能力,但能有效的傳遞橫向剪力與軸心力。4.12鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全等級為二級,重要性系數(shù)(γo)取1.0。4.13鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計時所需的自然環(huán)境條件有:a)基本風壓值;b)地面粗糙度類別;c)基本雪壓值;d)抗震設防烈度(設計基本地震加速度);e)設計地震分組;f)場地類別;g)工作溫度。4.14按本文件設計的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)應按NB/T47043制造和檢驗。5材料、設計指標和結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)變形的規(guī)定5.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)應根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性和工作環(huán)境等因素選用合適的鋼材。鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的主要受力結(jié)構(gòu)宜采用Q235鋼、Q355鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質(zhì)量應分別符合GB/T700和GB/T1591的規(guī)定。當有可靠依據(jù)時,可采用其他牌號的鋼材。5.2主要受力構(gòu)件的鋼材應具有屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、冷彎試驗和硫、磷含量的合格保證,對焊接結(jié)構(gòu)應具有碳當量的合格保證。5.3抗震設防的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件所使用的鋼材應符合下列規(guī)定:a)鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不大于0.85;b)鋼材有明顯的屈服臺階,且伸長率不小于20%;c)鋼材有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。5.4鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,鋼材的質(zhì)量等級應按表1采用。4表1鋼材質(zhì)量等級選用鋼級工作溫度(T)“℃T>0-20<T≤0-40<T≤-20無地震有地震無地震有地震Q235BBBB受拉構(gòu)件或受拉板件:板厚(直徑)<40mm時:C板厚(直徑)≥40mm時:DC板厚(直徑)≥40mm時:DQ355Q390Q420CD工作溫度按GB50019規(guī)定的累年最低日平均溫度采用。對于室內(nèi)布置或緊身封閉的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),如有采暖設備其工作溫度可視為0℃以上,否則可按GB50019規(guī)定的累年最低日平均氣溫增加5℃采用。5.5采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu),當鋼板厚度不小于40mm且沿板厚方向有較高撕裂拉力作用,包括較高約束拉應力作用時,宜采用Z15級厚度方向性能鋼板,其質(zhì)量應符合GB/T5313的規(guī)定。5.6頂板梁板厚大于40mm時,原材料宜以正火狀態(tài)供貨。5.7地腳錨栓可選用Q235鋼或Q355鋼,其質(zhì)量等級應符合表1的規(guī)定。5.8高強度螺栓連接副應符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231或GB/T3632的規(guī)定。其材料和螺栓力學性能按表2的規(guī)定。表2高強度螺栓、螺母、墊圈的材料和螺栓力學性能類別性能等級推薦材料適用規(guī)格力學性能N/mm2屈服強度抗拉強度大六角頭高強度螺栓連接副螺栓8.8S45、35830~103020MnTiB、40Cr、ML20MnTiB35CrMo、35VB20MnTiB、ML20MnTiB螺母45、35、ML35———————墊圈35HRC~45HRC45、35——扭剪型高強度螺栓連接副螺栓20MnTiB、ML20MnTiB35VB、35CrMoM27、M30螺母45、35、ML35——墊圈45、35 55.9熱軋鋼材的強度設計指標應按表3采用。表3熱軋鋼材的強度設計指標鋼材牌號鋼材厚度(直徑)強度設計值N/mm2鋼材強度N/mm2抗拉、抗壓和抗彎(f)抗剪端面承壓(刨平頂緊)(fe)屈服強度抗拉強度Q235(ABCDt≤1640<t≤100Q355(BCD)t≤1640047040<t≤6363<t≤8080<t≤100100<t≤150450150<t≤200Q390(BCD)t≤1641549040<t≤6363<t≤100100<t≤150400470Q420(BC)t≤1644042041040<t≤6363<t≤100100<t≤150425注:表中厚度系指計算點的鋼材厚度,對軸心受力構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。5.10手工焊接采用的焊條應符合GB/T5117或GB/T5118的規(guī)定。自動焊接或半自動焊接采用的焊絲和相應的焊劑應符合GB/T5293和GB/T12470的規(guī)定。5.11焊縫的強度設計指標應按表4采用,并符合以下要求。a)自動焊和半自動焊所采用的焊絲和焊劑,其熔敷金屬的力學性能不低于GB/T5293和GB/T12470的規(guī)定。b)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量等級符合NB/T47043的規(guī)定。c)對接焊縫抗彎受壓區(qū)強度設計值取f*,抗彎受拉區(qū)強度設計值取f"。d)施工條件較差的高空安裝焊縫乘以折減系數(shù)0.9;進行無墊板的單面施焊對接焊縫乘以折減系數(shù)0.85;按軸心受力計算的單角鋼單面連接時乘以系數(shù)0.85。幾種情況同時存在時折減系數(shù)連乘。6表4焊縫的強度設計指標單位為牛每平方毫米焊接方法和焊條型號構(gòu)件鋼材對接焊縫強度設計值角焊縫強度設計值對接焊縫抗拉強度角焊縫抗拉、抗壓和抗剪強度鋼級厚度(直徑)(t)抗壓焊縫質(zhì)量為下列等級時,抗拉(f)抗剪抗拉、抗壓和抗剪一、二級三級自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊40<t≤100自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊40<t≤6363<t≤8080<t≤10040<t≤6363<t≤100自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊40<t≤6363<t≤100注:表中厚度系指計算點的鋼材厚度,對軸心受力構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。5.12螺栓連接的強度設計值應按表5采用。A級、B級螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C級螺栓孔的允許偏差和孔壁表面粗糙度,均應符合GB50205的規(guī)定。7表5螺栓連接的強度設計值單位為牛每平方毫米螺栓性能等級和構(gòu)件的鋼級普通螺栓錨栓承壓型連接高強度螺栓C級螺栓A級、B級螺栓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗拉抗剪承壓普通螺栓4.6級4.8級5.6級—————————————8.8級 400— —錨栓Q235——————Q355 承壓型連接高強度螺栓8.8級——————10.9級———— —————構(gòu)件Q235—— ——— ——Q355 ————Q390 —— 一 —Q420注:A級螺栓用于d≤24mm和L≤10d或L≤150mm(按較小值)的螺栓;B級螺栓用于d>24mm或L>10d或L>150mm(按較小值)的螺栓。d為公稱直徑,L為螺桿公稱長度。5.13鋼材的物理性能指標應按表6采用。表6鋼材的物理性能指標彈性模量(E)N/mm2剪切模量(G)N/mm2線膨脹系數(shù)(a)質(zhì)量密度(p)5.14對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形(位移或撓度)應規(guī)定相應的限值。當有實踐經(jīng)驗或有特殊要求時,可根據(jù)不影響正常使用和觀感的原則進行適當?shù)恼{(diào)整。計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形時,可不計入螺栓孔引起的截5.15結(jié)構(gòu)水平位移不宜超過表7所列允許值。8表7結(jié)構(gòu)水平位移允許值參與作用類別頂點位移允許值彈性層間位移允許值永久荷載H/500風荷載H/500多遇地震作用H/400注:H——自基礎頂面至柱頂?shù)目偢叨?,單位為毫?mm);h——層高,單位為毫米(mm)。5.16在永久荷載和可變荷載作用下,梁的撓度值不宜超過表8所列允許值。表8梁撓度允許值項次梁的類別梁撓度允許值1頂板主梁2頂板次梁和支承空氣預熱器的梁3頂板其他梁及柱間梁4除項次1、2、3之外的承重梁5平臺梁和梯梁注:l——梁的總跨度,單位為毫米(mm)。5.17基礎的沉降差不應大于相鄰柱距的1/1000。6鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的布置6.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的分類6.1.1按結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的特點,鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系可分為框架結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)。6.1.2按鍋爐本體部件的固定方式,鍋爐鋼結(jié)構(gòu)可分為支承式和懸吊式。6.2鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的布置原則6.2.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)應根據(jù)鍋爐的特點和外界條件,選擇承載性能好又經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。平面和立面布置宜規(guī)則、對稱、并應具有良好的整體性,避免結(jié)構(gòu)的剛度突變。6.2.2為保證結(jié)構(gòu)的空間工作,提高結(jié)構(gòu)的整體剛度,承擔和傳遞水平力,避免壓桿的側(cè)向失穩(wěn),以及保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定,應根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況,設置可靠的支撐系統(tǒng)。6.2.3結(jié)構(gòu)受力簡單明確,應具有合理的豎向和水平荷載(作用)的傳遞途徑。具有必要的承載能力,足夠大的剛度,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。不應因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個結(jié)構(gòu)喪失承載能力。6.2.4柱距的確定應兼顧場地、設備和鍋爐鋼結(jié)構(gòu)本身的受力要求,選取合理的柱距。6.2.5柱宜布置在同一軸線,以便在此軸線上組成有一定剛度的垂直平面鋼結(jié)構(gòu)。6.2.6鍋爐鋼結(jié)構(gòu)宜采用雙排柱布置,合理確定內(nèi)外柱的距離,同時協(xié)調(diào)前后部分的關(guān)系(圖la)]。采9用單排柱布置時(圖1b)],柱應沿兩個主軸方向都能構(gòu)成必要的結(jié)構(gòu),以保證柱在兩個方向的穩(wěn)定。a)雙排柱布置b)單排柱布置圖1柱布置圖6.2.7梁的布置應滿足鍋爐本體和附屬設備的要求,同時考慮平臺的支撐,同一層梁的標高宜一致,梁的布置不宜過密,且距離宜均勻。6.2.8頂板的主梁宜為橫向布置,有時也采用縱向布置??v向布置可把主梁做成一端或兩端懸臂,以滿足設備的支吊要求,并減小主梁跨內(nèi)彎矩和撓度。6.2.9頂板的主梁、次梁和其他梁可布置在同一標高(圖2a)],有時也可布置在不同標高(圖2b)]。a)主梁、次梁在同一標高b)主梁、次梁不在同一標高圖2頂板的布置6.2.10鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的布置還應符合下列要求:a)滿足鍋爐本體及附屬設備的支吊、安裝、運行和維護所需的空間和通道;b)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)及其組成構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單、制造方便;c)避免構(gòu)件運輸超重、超限,易于安裝就位。并且宜使構(gòu)件具有兼用性,充分利用構(gòu)件的特性,使構(gòu)件承擔多項作用。6.2.11當鍋爐鋼結(jié)構(gòu)和煤倉間支撐結(jié)構(gòu)聯(lián)合設計時,應符合下列原則:a)聯(lián)合結(jié)構(gòu)為不規(guī)則結(jié)構(gòu),增加結(jié)構(gòu)的整體剛度減小扭轉(zhuǎn)效應;b)煤倉間的風荷載和地震作用有效的傳遞到結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力系統(tǒng)。煤倉間的主結(jié)構(gòu)層宜和鍋爐鋼結(jié)構(gòu)一致。高地震烈度地區(qū),不宜采用鍋爐鋼結(jié)構(gòu)和煤倉間支撐結(jié)構(gòu)聯(lián)合設計。7作用及其效應組合7.1豎向荷載7.1.1永久荷載包括:a)鍋爐本體各部件和有關(guān)設備的結(jié)構(gòu)自重,以及保溫絕熱材料、管內(nèi)介質(zhì)、積灰等重;b)電站設計部門作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上并經(jīng)同意的永久荷載。7.1.2可變荷載包括作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上的平臺、運轉(zhuǎn)層、爐頂上的活荷載以及風荷載和雪荷載等。7.1.3鍋爐鋼結(jié)構(gòu)荷載的取值原則如下。a)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)自重標準值:應按結(jié)構(gòu)件的設計尺寸與材料單位體積的自重計算確定。b)平臺荷載取值原則如下。1)作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上的運轉(zhuǎn)層平臺的荷載應由電站設計部門提供?;炷疗脚_可取自重標準值4kN/m2,活荷載標準值8kN/m2。對混凝土或鋼格柵板運轉(zhuǎn)層樓面,主梁活荷載可乘以0.7;次梁不小于6m~9m時活荷載可乘以0.8,不小于9m~12m時可乘以0.7;柱及基礎活荷載可乘以0.7。2)檢修和通行平臺,主梁活荷載可乘以0.7。柱及基礎活荷載可乘以0.5。3)檢修平臺活荷載標準值4kN/m2,通行平臺活荷載標準值2kN/m2,梯間平臺活荷載標c)屋面荷載:鍋爐屋蓋宜采用輕型結(jié)構(gòu),自重標準值宜按0.5kN/m2計算,活荷載標準值應按0.5kN/m2計算。對支承輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)(檁條、屋架、框架等),當僅有一個可變荷載,且受荷水平投影面積超過60m2時,屋面均布活荷載標準值應取0.3kN/m2。雪荷載按當?shù)貧庀筚Y料采用。屋面活荷載不與雪荷載同時組合。d)屋面板、檁條、懸挑雨篷施工或檢修荷載標準值不應小于1.0kN,并應作用在最不利位置處進行驗算。7.2風荷載7.2.1垂直于鍋爐鋼結(jié)構(gòu)表面上的風荷載標準值(wk),應按公式(1)和公式(2)計算:a)當計算主要承重結(jié)構(gòu)時:式中:ox——風荷載標準值,單位為千牛每平方米(kN/m2);β?——高度x處的風振系數(shù);μ?——風壓高度變化系數(shù);o?——基本風壓,單位為千牛每平方米(kN/m2)。b)當計算圍護結(jié)構(gòu)時:式中:βμ——高度≈處的陣風系數(shù);μ——風荷載局部體形系數(shù)。7.2.2基本風壓按當?shù)乜諘缙教沟孛嫔?0m高度處10min平均的風速觀測數(shù)據(jù),經(jīng)概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定的風速(v?),再考慮相應的空氣密度。基本風壓(w?)按公式(3)計算:GB/T22395—2022式中:o?——基本風壓,單位為千牛每平方米(kN/m2);p——空氣密度,單位為千克每立方米(kg/m3),標準空氣密度p=1.25kg/m3;v?——風速,單位為米每秒(m/s)。鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的基本風壓值可由用戶提供,也可按GB50009給出的該地區(qū)50年一遇的風壓采用,但不應小于0.3kN/m2。7.2.3對于平坦或稍有起伏的地形,風壓高度變化系數(shù)應根據(jù)地面粗糙度類別按表9確定。地面粗糙A類——指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);B類——指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn);C類——指有密集建筑群的大城市市區(qū);D類——指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。對建于山區(qū)的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),風壓高度變化系數(shù)除按平坦地面的粗糙度類別由表9確定外,還應計入地形條件的修正,修正系數(shù)應符合GB50009的規(guī)定。表9風壓高度變化系數(shù)(μ?)離地面或海平面高度m地面粗糙度類別ABCD57.2.4鍋爐鋼結(jié)構(gòu)風荷載體型系數(shù)和局部風壓體型系數(shù)應符合GB50009的規(guī)定。矩形平面的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)風荷載體型系數(shù)可按圖3選用。一0.7一0.7圖3矩形平面鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的風荷載體型系數(shù)7.2.5一般情況下,鍋爐鋼結(jié)構(gòu)風振系數(shù)(β?)等于1.0。當鍋爐鋼結(jié)構(gòu)高度大于100m或高寬比(H/B)不小于5時,應計算風壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風向風振的影響,風振系數(shù)(β?)按GB50009的規(guī)定計算。7.2.6計算圍護結(jié)構(gòu)風荷載時的陣風系數(shù)應按表10確定。表10陣風系數(shù)(β)離地面高度m地面粗糙度類別ABCD57.2.7風荷載在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上的分配,應按有無導向裝置和是否緊身封閉,考慮不同的分配方式。a)緊身封閉或露天布置無導向裝置的鍋爐:根據(jù)不同高度的風荷載標準值,按鍋爐鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點所負擔的受風面積將風荷載分配到鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的受載節(jié)點上。b)露天布置有導向裝置的鍋爐:根據(jù)不同高度的風荷載標準值和導向裝置所約束的爐膛受風面積,計算出各導向裝置承受的風荷載并作用到鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的相應位置上。除鍋爐本體外,作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的其他設備(如各種管道等),應將其所受風荷載作用到相應的位置上。此時鍋爐鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點所承受的風荷載應按適當?shù)氖茱L面積計算。7.3地震作用7.3.1經(jīng)抗震設防的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時,主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用,當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時,可能損壞,但經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用,當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重損壞。7.3.2抗震設防烈度應按國家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件(圖件)確定,宜采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖確定的地震基本烈度。7.3.3單機容量為300MW及以上或規(guī)劃容量為800MW及以上的電廠鍋爐鋼結(jié)構(gòu)屬乙類建筑,其他屬丙類建筑。7.3.4抗震設防烈度為6度時,除不規(guī)則的及建于IV類場地較高的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)外,可不進行地震作用計算和截面抗震驗算,但應符合有關(guān)的抗震措施要求。抗震設防烈度6度不規(guī)則的及建于IV類場地較高的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),7度和7度以上的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),應進行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析。罕遇地震作用下的彈塑性變形分析應符合GB50011的規(guī)定。7.3.5當鍋爐鋼結(jié)構(gòu)屬乙類建筑,抗震設防烈度為6度~8度時,抗震措施應按高于本地區(qū)抗震設防烈度1度的要求。但當抗震設防烈為9度時,抗震措施應符合比9度更高的要求。當鍋爐鋼結(jié)構(gòu)屬于丙類建筑時,其地震作用和抗震措施應符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求。7.3.6當建筑場地為I類時,屬于乙類建筑的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)應按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施;丙類建筑應按本地區(qū)抗震設防烈度降低1度的要求采取抗震構(gòu)造措施,但6度時仍應按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施。7.3.7當建筑場地為Ⅲ、IV類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū),宜分別按抗震設防烈度為8度(0.20g)和9度(0.40g)采取抗震構(gòu)造措施。7.3.8抗震設防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關(guān)系,應符合表11的規(guī)定。設計基本地震加速度為0.15g和0.30g地區(qū)內(nèi)的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),分別對應的抗震設防烈度應為7度和8度。表11抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關(guān)系抗震設防烈度6789設計基本地震加速度值0.10g(0.15g)0.20g(0.30g)注:g為重力加速度,單位為米每二次方秒(m/s2)。7.3.9鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的抗震計算,宜采用振型分解反應譜法,也可采用底部剪力法??刹捎脮r程分析法進行多遇地震下的補充計算。7.3.10按9度抗震設防且高度大于100m的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),或者按8度和9度抗震設防跨度大于24m和長懸臂結(jié)構(gòu),應計算豎向地震作用。7.3.11計算地震作用時,重力荷載代表值應取永久荷載標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)應按表12采用。表12組合值系數(shù)可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載各層結(jié)構(gòu)的活荷載屋面活荷載不計入7.3.12鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應根據(jù)烈度、場地類別、設計地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。其水平地震影響系數(shù)最大值應按表13采用,特征周期應根據(jù)場地類別和設計地震分組按表14GB/T22395—2022采用。計算罕遇地震作用時,特征周期應增加0.05s。表13水平地震影響系數(shù)最大值地震影響9度多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.280.50(0.72)0.90(1.20)注:括號中數(shù)值分別用于設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。表14特征周期值設計地震分組ⅡⅢ第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.907.3.13鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的基本自振周期(T?)宜根據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)值分析結(jié)果確定,也可按公式(4)近似計算:T?=C,H……(4)式中:T?——鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的基本自振周期,單位為秒(s);H——鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的總高度,單位為米(m);C?、x——結(jié)構(gòu)系數(shù),按表15確定。表15結(jié)構(gòu)系數(shù)結(jié)構(gòu)類型x純框架偏心支撐框架其他結(jié)構(gòu)7.3.14鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)(α)曲線(圖4)的阻尼調(diào)整和形狀參數(shù)應符合下列要求:a)曲線下降段的衰減指數(shù)(γ)應按公式(5)計算:式中:γ——曲線下降段的衰減指數(shù);ξ——結(jié)構(gòu)阻尼比。b)直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)(η?)應按公式(6)計算,當小于0時取0:GB/T22395—2022α——地震影響系數(shù);αmax——地震影響系數(shù)最大值;γ——衰減指數(shù);Tg——特征周期;圖4地震影響系數(shù)曲線7.3.15鍋爐鋼結(jié)構(gòu)在多遇地震下的阻尼比,高度不大于50m時,可取0.04;高度大于50m且小于200m時,可取0.03;在罕遇地震下的彈塑性分析,阻尼比可取0.05。7.3.16采用底部剪力法時,鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的水平地震作用應按公式(8)~公式(10)計算:a)結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值(F)按公式(8)計算:式中:F——結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值,單位為千牛(kN);a?——相應于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù),應按圖4地震影響系數(shù)曲線確定;G——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值,可取總重力荷載代表值的85%(不含懸吊鍋爐的爐體和鍋筒重),單位為千牛(kN)。b)質(zhì)點i的水平地震作用標準值(F;)按公式(9)計算:式中:F;——質(zhì)點i的水平地震作用標準值,單位為千牛(kN);G;——集中于質(zhì)點i的重力荷載代表值,單位為千牛(kN),應按7.3.11確定;G;——集中于質(zhì)點j的重力荷載代表值,單位為千牛(kN),應按7.3.11確定;H;質(zhì)點i的計算高度,單位為米(m);H;——質(zhì)點j的計算高度,單位為米(m);δ。——頂部附加地震作用系數(shù),應按表16計算。c)頂部附加水平地震作用標準值(△F)按公式(10)計算:GB/T22395—2022表16頂部附加地震作用系數(shù)Tg≤0.350.08T?+0.0700.35<Tg≤0.550.08T?+0.01Tg>0.550.08T?-0.02注:T?——結(jié)構(gòu)基本自振周期,單位為秒(s)。7.3.17懸吊式鍋爐爐體通過導向裝置i作用在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)上的水平地震作用標準值(F;)按公式(11)計算:式中:F;——導向裝置i的水平地震作用標準值,單位為千牛(kN);a?——相應于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù),應按圖4地震影響系數(shù)曲線確定;G;——懸吊式鍋爐爐體集中于導向裝置i的重力荷載代表值,單位為千牛(kN)。7.3.18懸吊鍋筒的水平地震作用標準值計算方法與爐體相同。7.3.19建在9度地震區(qū)且高度大于100m的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),其豎向地震作用標準值(FEvk)應按公式(12)和公式(13)計算,各層的豎向地震作用效應可按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配,并宜乘以增大系數(shù)1.5。FEk=αvmaxGq (12) 式中:Fk——結(jié)構(gòu)豎向總地震作用標準值,單位為千牛(kN);F質(zhì)點i的豎向地震作用標準值,單位為千牛(kN);α、mx——豎向地震影響系數(shù)最大值,可取水平地震影響系數(shù)最大值的65%;G——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載,單位為千牛(kN),可取總重力荷載代表值的75%;G;——集中于質(zhì)點i的重力荷載代表值,單位為千牛(kN),應按7.3.11確定;G;——集中于質(zhì)點j的重力荷載代表值,單位為千牛(kN),應按7.3.11確定;H;質(zhì)點i的計算高度,單位為米(m);H;——質(zhì)點j的計算高度,單位為米(m)。7.3.20長懸臂的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)豎向地震作用標準值,8度和9度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的10%和20%,設計基本地震加速度為0.30g時,可取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的15%7.4其他荷載7.4.1鍋爐導向裝置傳遞到鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的風荷載和地震作用由剛性梁專業(yè)提供,膨脹力視為永久荷載,可按表17采用。表17懸吊鍋爐爐體膨脹力爐寬導向裝置位置膨脹力爐膛上部導向點爐膛中、下部各導向點爐膛上部導向點爐膛中、下部各導向點7.4.2為了防止負荷統(tǒng)計的偏差或可能增加新的荷載,計算時可在柱頂附加安全性荷載。7.5作用的效應組合及驗算要求7.5.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設計應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行作用(效應)組合,并取各自最不利的效應組合進行設計。7.5.2按承載能力極限狀態(tài)設計或正常使用極限狀態(tài)按標準組合設計時,對可變荷載應按規(guī)定的荷載組合采用荷載的組合值或標準值作為其荷載代表值。7.5.3對于承載能力極限狀態(tài),作用效應基本組合的設計值(S)應按公式(14)和公式(15)計算:a)無地震作用參與組合時:式中:S——作用效應組合的設計值;Yc——永久荷載的分項系數(shù),一般情況下應取1.3;當永久荷載效應對結(jié)構(gòu)有利時,應取1.0;Yw—風荷載的分項系數(shù),應取1.5;γa;——第i個可變荷載的分項系數(shù),應取1.5;Sck——永久荷載標準值的效應;Swk——風荷載標準值的效應;Sak——第i個可變荷載標準值的效應;ψc;——第i個可變荷載組合值系數(shù),應取0.7。b)有地震作用參與組合時:S=γ;Sce+YESEk+YESEk+ψWYSwk…(15)式中:Yrc——重力荷載代表值的分項系數(shù),一般情況下取1.3;當重力荷載效應對構(gòu)件承載力有利時,取1.0;YEh——水平地震作用的分項系數(shù),按表18采用;Ye——豎向地震作用的分項系數(shù),按表18采用;Sce——重力荷載代表值的效應;Sek——水平地震作用標準值的效應;SEk——豎向地震作用標準值的效應;ψ?!L荷載組合值系數(shù),一般取0;風荷載起控制作用高度大于100m或高寬比(H/B)不小于5的鍋爐鋼結(jié)構(gòu),取0.2。GB/T22395—2022表18地震作用分項系數(shù)地震作用YEhYEv僅計算水平地震作用0僅計算豎向地震作用0同時計算水平地震作用與豎向地震作用(水平地震為主)同時計算水平地震作用與豎向地震作用(豎向地震為主)7.5.4對于承載能力極限狀態(tài),偶然組合的效應設計值(S)應按公式(16)規(guī)定計算:式中:S——偶然組合的效應設計值;Sm——偶然荷載標準值的效應;ψw——風荷載的頻遇值系數(shù),可取0.4;ψu;——第i個可變荷載的準永久值系數(shù),可取0.4。7.5.5對于正常使用極限狀態(tài),荷載的標準組合效應(S)應按公式(17)計算:式中:S——荷載的標準組合效應;Sak——諸可變作用效應中起控制作用者。7.5.6對于承載能力極限狀態(tài),應采用作用效應的基本組合或偶然組合,應符合下列規(guī)定:a)對于沒有地震作用效應參與的效應組合中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力作用效應組合的設計值(γ?S)應按公式(18)計算:式中:γ?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設計值。b)對于有地震作用效應參與的效應組合中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力作用效應組合的設計值(S)應按公式(19)計算:YRE——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù),按表19選用,當僅計算豎向地震作用時,各類構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)取1.0。表19結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)構(gòu)件名稱柱支撐梁節(jié)點板件節(jié)點螺栓節(jié)點焊縫強度穩(wěn)定強度穩(wěn)定YRE0.750.800.750.800.750.750.750.757.5.7對于正常使用極限狀態(tài),應采用作用的標準組合,作用效應組合的標準值(S)應按公式(20)計算:GB/T22395—2022S≤C…………(20)C——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用要求的規(guī)定限值。8結(jié)構(gòu)分析8.1鍋爐鋼結(jié)構(gòu)一般情況下可采用一階彈性分析,必要時宜進行二階彈性分析或采用直接分析法。8.2鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析宜按空間結(jié)構(gòu)進行計算,將鍋爐鋼結(jié)構(gòu)各相連部件視為一個相互影響的整體,通過有效的模擬建立起分析模型,模型應表達鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的實際情況,使計算結(jié)果與實際情況相符,同時又使計算簡化。準確計算出構(gòu)件的內(nèi)力和變形,進行強度、剛度和穩(wěn)定校核。8.3鍋爐鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間以及柱與基礎的連接可設定為鉸接或固接。支撐斜桿兩端宜按鉸接計算。8.4鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的風荷載和地震作用,宜在結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別作用并進行驗算。8.5計算模型應遵循荷載等效原理及荷載的局部性原理,合理簡化結(jié)構(gòu)。計算模型簡化原則如下:a)計算模型一般由柱、垂直支撐、水平支撐、梁及懸臂結(jié)構(gòu)組成,基礎通常視為剛性;b)懸臂結(jié)構(gòu)可不作為模型的一部分,這時,應考慮懸臂結(jié)構(gòu)在生根處的彎矩和剪力。8.6荷載及地震作用按以下進行處理。a)永久荷載和可變荷載宜按實際情況輸入。b)風荷載應按有無緊身封閉,采用不同方法處理。一般地,有封閉結(jié)構(gòu),宜由程序自動生成風荷載;無封閉結(jié)構(gòu),除考慮鍋爐本體和有關(guān)設備風荷載外,還應計算結(jié)構(gòu)自身的風荷載。c)人工處理的地震作用應按高度重新分配,懸吊鍋爐爐體和鍋筒地震作用不按高度重新分配。8.7支撐力驗算:作為柱支撐點的水平桁架,應驗算支撐力工況,支撐力應按10.2.6確定。8.8整體結(jié)構(gòu)剛度:根據(jù)空間分析的結(jié)果調(diào)整垂直支撐和水平支撐的布置及桿件截面,使各層結(jié)構(gòu)的剛度變化均勻,避免扭轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部較大變形。8.9為了達到預定目標,計算過程中應對桿件的布置和截面進行調(diào)整,以達到優(yōu)化的目的。9梁的設計9.1梁截面的確定9.1.1根據(jù)受載情況、連接方式、運輸及安裝等要求選擇梁的截面形式。9.1.2梁的截面形式一般為工字形、箱形和型鋼及其組合截面,承受扭轉(zhuǎn)的梁宜選用箱形截面。9.1.3梁宜設計為等截面,也可采用變截面梁或疊梁。9.1.4梁應滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。9.2梁的計算9.2.1在主平面內(nèi)受彎的實腹構(gòu)件,其抗彎強度應按公式(21)計算:式中:……………M——同一截面處繞x軸的彎矩,單位為牛毫米(N·mm)。M——同一截面處繞y軸的彎矩,單位為牛毫米(N·mm)。Wng——對x軸的凈截面模量,單位為三次方毫米(mm3)。W——對y軸的凈截面模量,單位為三次方毫米(mm3)。γ——對x軸的截面塑性發(fā)展系數(shù)。對工字形截面Y=1.05,對箱形截面Y=1.05,對其他截面應按GB50017—2017表8.1.1采用。不考慮塑性發(fā)展時,應取Y=1.0。GB/T22395—2022γ,——對y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù),對工字形截面γ,=1.20;對箱形截面γ,=1.05。對其他截面應按GB50017—2017表8.1.1采用。不考慮塑性發(fā)展時,應取Y=1.0。f——鋼材的抗彎強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。9.2.2在主平面內(nèi)受彎的實腹構(gòu)件,除考慮腹板屈曲后強度外,其抗剪強度(r)應按公式(22)計算:…(22)式中:r——計算截面沿腹板平面作用的剪應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2);V——計算截面沿腹板平面作用的剪力,單位為牛(N);S——計算剪應力處以上(或以下)毛截面對中性軸的面積矩,單位為三次方毫米(mm3);I毛截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm?);tw——腹板的厚度,單位為毫米(mm);f.——鋼材的抗剪強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。9.2.3當梁的上翼緣受有沿腹板平面作用的集中荷載,且該荷載處又未設置支承加勁肋時,腹板計算高度上邊緣的局部承壓強度(σe)應按公式(23)計算:…(25)式中:F——集中荷載,單位為牛(N);l:——集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度,單位為毫米(mm),按公式(24)或公式(25)計算:a——集中荷載沿梁跨度方向的支承長度,單位為毫米(mm);hy——自梁頂面至腹板計算高度上邊緣的距離,單位為毫米(mm);I?——上翼緣繞翼緣中性軸的慣性矩,單位為四次方毫米(mm?);f——鋼材的抗壓強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。在梁的支座處,若未設置支承加勁肋,則應按公式(23)計算腹板計算高度下邊緣的局部壓應力,支座集中反力的假定分布長度,應根據(jù)支座具體尺寸參照公式(24)計算。9.2.4在梁的腹板計算高度邊緣處,若同時受有較大的正應力、剪應力和局部壓應力,或同時受有較大的正應力和剪應力,其折算應力應按公式(26)計算:√σ2+o2-0oe+3r2≤β?f……(26)式中:σ——腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的正應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2);oe——腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的局部壓應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2),r——腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的剪應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2),f——鋼材的抗壓強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。β?——計算折算應力的強度設計值增大系數(shù),當σ與σ。異號時,取β?=1.2;當σ與σ。同號或σ=0時,取β?=1.1。f——鋼材的抗壓強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。GB/T22395—2022σ和σ.以拉應力為正值,壓應力為負值。t和σ.應按公式(22)和公式(23)計算,正應力(o)應按公式(27)計算:σ=(M/In)y?………(27)式中:o——腹板計算高度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的正應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2);M——截面彎矩,單位為牛毫米(N·mm);I?——梁凈截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm?);y?——所計算點至梁中性軸的距離,單位為毫米(mm)。9.2.5梁受彎并同時軸心受壓(拉)時,應按10.3壓(拉)彎柱進行計算。9.2.6梁的撓度不宜超過表8所規(guī)定的容許值。9.2.7變截面單跨簡支梁可按表20計算撓度。表20變截面梁撓度計算公式2/跨中撓度(Vmax)馬2BhhGB/T22395—2022表20變截面梁撓度計算公式(續(xù))gg注:k——梁的慣性矩之比,k=I?/I?;a——窄截面長度,單位為毫米(mm);I?——窄截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm?);I?——寬截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm?);l——梁長度,單位為毫米(mm);P——集中力,單位為牛(N);E——彈性模量,單位為牛每平方毫米(N/mm2);b——集中荷載到梁端距離,單位為毫米(mm);q——均布力,單位為牛每毫米(N/mm)。9.2.8當鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連,能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時,可不計算梁的整體穩(wěn)定性。9.2.9除9.2.8所指情況外,在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件,其整體穩(wěn)定性應按公式(28)計算:式中:M?——繞強軸作用的最大彎矩,單位為牛毫米(N·mm);W——按受壓最大纖維確定的梁毛截面模量,單位為三次方毫米(mm3);φ,——梁的整體穩(wěn)定系數(shù);f——鋼材的抗壓強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。9.2.10梁的整體穩(wěn)定系數(shù)按以下規(guī)定計算:a)等截面焊接工字形(軋制H形鋼)(圖5)簡支梁的整體穩(wěn)定系數(shù)(φ,)應按公式(29)計算:式中:φ?——梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。β,——梁整體穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù),按表21采用。λ,——梁在側(cè)向支承點間對截面弱軸y—y的長細比。A——梁的毛截面面積,單位為平方毫米(mm2)。h——梁截面的全高,單位為毫米(mm)。W——按受壓最大纖維確定的梁毛截面模量,單位為三次方毫米(mm3)。t?——梁截面的受壓翼緣厚度,單位為毫米(mm)。fy——鋼材屈服強度,單位為牛每平方毫米(N/mm2)?!璆B/T22395—2022h——截面不對稱影響系數(shù)?!獙屋S對稱工字形截面(圖5b)、c)]:I?——受壓翼緣對(y)軸的慣性矩,單位為四次方毫米(mm?)。I?——受拉翼緣對(y)軸的慣性矩,單位為四次方毫米(mm?)。a)雙軸對稱工字形截面標引序號說明:b?——上翼緣寬度;t?——上翼緣厚度;h——梁高;b?——下翼緣寬度;t?——下翼緣厚度。b)加強受壓翼緣的單軸對稱工字形截面c)加強受拉翼緣的單軸對稱工字形截面形鋼)簡支梁的系數(shù)(β,)項次側(cè)向支承=(l?t?)/(b?h)適用范圍1跨中無側(cè)向支承均布荷載作用在上翼緣0.69+0.13ξ0.95圖5中a)、b)的截面2下翼緣1.73—0.20ξ3集中荷載作用在上翼緣0.73+0.18ξ4下翼緣2.23—0.28ξ5跨度中點有一個側(cè)向支承點均布荷載作用在上翼緣所有截面6下翼緣7集中荷載作用在截面高度上任意位置表21等截面工字形截面(軋制H型鋼)簡支梁的系數(shù)(β)(續(xù))項次側(cè)向支承適用范圍8跨中有不少于兩個等距離側(cè)向支承點任意荷載作用在上翼緣圖5中的所有截面9下翼緣梁端有彎矩,但跨中無荷載作用但≤2.3表中項次3、4和7集中荷載指一個或少數(shù)幾個集中荷載位于跨中央附近的情況,對其他情況的集中荷載,應按表中項次1、2、5、6內(nèi)的數(shù)值采用。表中項次8、9的β,當集中荷載作用在側(cè)向支承點處時,取β=1.20。荷載作用在上翼緣系指荷載作用點在翼緣表面,方向指向截面形心;荷載作用在下翼緣指荷載作用點在翼緣表面,方向背向截面形心。對αp>0.8的加強受壓翼緣工字形截面,下列情況的β值應乘以相應的系數(shù)。項次1:當ξ≤0.1時,乘以0.95;項次3:當ξ≤0.5時,乘以0.90;當0.5<ξ≤1.0時,乘以0.95。注:l?——梁受壓翼緣側(cè)向支承點之間的距離,單位為毫米(mm)。M?、M?——梁的端彎矩,單位為牛毫米(N·mm),使梁產(chǎn)生同向曲率時M?和M?取同號,產(chǎn)生反向曲率時b)軋制普通工字鋼簡支梁整體穩(wěn)定系數(shù)(φo)應按表22采用,當所得的φ,值大于0.60時,應按公式(30)算得相應的φ6代替φ值。表22軋制普通工字鋼簡支梁的φ,項次荷載情況工字鋼型號自由長度(l?)m234567891跨中無側(cè)向支承點的梁集中荷載作用于上翼緣2下翼緣3均布荷載作用于上翼緣4下翼緣表22軋制普通工字鋼簡支梁的φ,(續(xù))項次荷載情況工字鋼型號自由長度(l?)m234567895跨中有側(cè)向支承點的梁(不論荷載作用點在截面高度上的位置)2.204.002.200.790.960.660.760.800.570.650.660.520.560.560.470.490.490.420.430.43表中項次1、2和5集中荷載指一個或少數(shù)幾個集中荷載位于跨中央附近的情況,對其他情況的集中荷載,應按表中項次3、4內(nèi)的數(shù)值采用。荷載作用在上翼緣系指荷載作用點在翼緣表面,方向指向截面形心;荷載作用在下翼緣指荷載作用點在翼緣表面,方向背向截面形心。表中的φ適用于Q235鋼,對其他鋼號,表中的數(shù)值應乘以235/f。的整體穩(wěn)定系數(shù),應按GB50017—2017的規(guī)定計算。9.2.11除9.2.9所指情況外,在兩個主平面受彎的工字形截面構(gòu)件,其整體穩(wěn)定性應按公式(31)計算:式中:M?——同一截面處繞x軸的彎矩,單位為牛毫米(N·mm)。My——同一截面處繞y軸的彎矩,單位為牛毫米(N·mm)。W?——按受壓最大纖維確定的對x軸毛截面模量,單位為三次方毫米(mm3)。W,——按受壓最大纖維確定的對y軸毛截面模量,單位為三次方毫米(mm3)。q,——繞強軸彎曲所確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù),按9.2.10規(guī)定計算。γy——對y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù)。對工字形截面Y。=1.20,對箱形截面Y,=1.05,對其他截面應按GB50017—2017表8.1.1采用。不考慮塑性發(fā)展時,應取Y,=1.0。f——鋼材的抗彎強度設計值(N/mm2)。9.2.12不符合9.2.8情況的箱形截面簡支梁,若其截面尺寸(圖6)滿足h/bo≤6,l?/b?≤95(235/fy)時,可不計算整體穩(wěn)定性,l?為受壓翼緣側(cè)向支承點間的距離(梁的支座處視為有側(cè)向支承)。標引序號說明:b?——上翼緣寬度;t?——上翼緣厚度;tw——腹板厚度;h——梁高;b?——雙腹板間距離;b?——下翼緣寬度;t?——下翼緣厚度。圖6箱形截面9.2.13梁的支座處,應采取構(gòu)造措施以防梁端截面的扭轉(zhuǎn)。當簡支梁僅腹板與相鄰構(gòu)件相連,整體穩(wěn)定性計算時側(cè)向支撐點距離應取實際距離的1.2倍。9.2.14用作減少梁受壓翼緣自由長度的側(cè)向支撐,其支撐力(F)可按公式(32)計算:式中:F——支撐力,單位為牛(N);A?——梁的受壓翼緣截面面積,單位為平方毫米(mm2);σ——受壓翼緣的正應力,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。9.2.15梁受彎扭時的強度和整體穩(wěn)定計算按GB50017—2017的規(guī)定執(zhí)行。9.2.16受壓翼緣的寬厚比應符合表23規(guī)定。表23翼緣寬厚比的規(guī)定項次截面形式規(guī)定值1考慮截面塑性發(fā)展不考慮截面塑性發(fā)展表23翼緣寬厚比的規(guī)定(續(xù))項次截面形式規(guī)定值2下b考慮截面塑性發(fā)展不考慮截面塑性發(fā)展3考慮截面塑性發(fā)展不考慮截面塑性發(fā)展注:b?——翼緣外伸寬度,單位為毫米(mm);t——翼緣厚度,單位為毫米(mm);f——鋼材的屈服強度,單位為牛每平方毫米(N/mm2);b?——翼緣貼板半寬度,單位為毫米(mm);b?——貼板距翼緣端部距離,單位為毫米(mm);t?——貼板梁翼緣厚度,單位為毫米(mm);tz——貼板厚度,單位為毫米(mm);b?——貼板寬度,單位為毫米(mm);b?——雙腹板梁腹板間距離或蓋板寬度,單位為毫米(mm);b?——雙腹板梁腹板到梁端或貼板到型鋼外緣的距離,單位為毫米(mm)。9.2.17鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的組合梁可考慮腹板屈曲后強度,此時應按GB50017—2017中6.4的規(guī)定執(zhí)行。不考慮腹板屈曲后強度時,應按表24的規(guī)定配置腹板加勁肋(圖7)。梁腹板高/腹板厚度(h?/tw)不宜超過250。a)橫向加勁肋b)縱向加勁肋c)短加勁肋標引序號說明:2——縱向加勁肋;3——短加勁肋;h?板高;h——梁高;a——橫向加勁肋間距離;h?——縱向加勁肋至上翼緣距離;h?——縱向加勁肋至下翼緣距離;a?——短加勁肋間距離。圖7腹板加勁肋的布置表24梁加勁肋的設置項次h?/tw配置加勁肋的規(guī)定加勁肋間距范圍1對有局部壓應力的梁,宜按構(gòu)造配置橫向加勁肋。當局部壓應力較小時,可不配置加勁肋2應配置橫向加勁肋0.5ho≤a≤2h?對無局部壓應力的梁當h。/tw≤100時,0.5h,≤a≤2.5h。表24梁加勁肋的設置(續(xù))項次配置加勁肋的規(guī)定加勁肋間距范圍3(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時)(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時)應配置橫向加勁肋和受壓區(qū)的縱向加勁肋。局部壓應力很大的梁,必要時宜在受壓區(qū)配置短加勁肋無局部壓應力的梁,指無移動的設備集中荷載或集中荷載處已設置支承加勁肋,或當梁受均布載作用,且腹板上邊緣產(chǎn)生的局部壓應力較小時,以上情況均可視為梁的局部壓應力σ。=0。注:tw——腹板的厚度,單位為毫米(mm);a——橫向加勁肋距離,單位為毫米(mm);a1——短加勁肋的距離,單位為毫米(mm);h?——腹板的計算高度,單位為毫米(mm)(對單軸對稱梁,項次3中的h?應取為腹板受壓區(qū)高度h.的2倍);h?——縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離,單位為毫米(mm);h?——縱向加勁肋到腹板計算高度受拉邊緣的距離,單位為毫米(mm);h?=ho-h?;he——腹板受壓區(qū)高度,單位為毫米(mm)。9.2.18僅配置橫向加勁肋的腹板(圖7a)],其各區(qū)格的局部穩(wěn)定應按GB50017—2017中6.3.3的規(guī)定9.2.19同時配置橫向加勁肋和縱向加勁肋的腹板(圖7b)],其局部穩(wěn)定應按GB50017—2017中6.3.4的規(guī)定計算。9.2.20在受壓翼緣與縱向加勁肋之間設有短加勁肋的區(qū)格(圖7c)],其局部穩(wěn)定應按GB50017—2017中6.3.5的規(guī)定計算。9.2.21加勁肋截面應按表25確定。表25加勁肋的截面尺寸加勁肋形式截面尺寸1橫向加勁肋無縱向加勁肋在腹板兩側(cè)成對配置時外伸寬度b、≥h?/30+40mm承壓時厚度t,≥b,/15,不受力時厚度t、≥b,/19在腹板一側(cè)配置時外伸寬度b,≥h?/25+48mm承壓時厚度ts≥b,/15,不受力時厚度t、≥b,/19有縱向加勁肋在腹板兩側(cè)成對配置時外伸寬度b、≥h?/30+40mm承壓時厚度t,≥b,/15,不受力時厚度t、≥b,/19慣性矩I?≥3h?t在腹板一側(cè)配置時外伸寬度b,≥h?/25+48mm承壓時厚度t,≥b,/15,不受力時厚度t、≥b,/19慣性矩I?≥3h?t表25加勁肋的截面尺寸(續(xù))加勁肋形式截面尺寸2縱向加勁肋當a/h?≤0.85時,Iy≥1.5h?tw3當a/h?>0.85時,Iy≥(2.5-0.45a/h?)(a/h?)2h?tw33短加勁肋外伸寬度b=0.7b,~b,厚度ts≥bs/15注:I?——橫向加勁肋截面對腹板厚度中心線的慣性矩。當加勁肋為一側(cè)配置時,則為對與加勁肋相連的于腹板邊緣為軸線的慣性矩,單位為四次方毫米(mm1);Iy——縱向加勁肋截面對腹板厚度中心線的慣性矩,單位為四次方毫米(mm1);bsw——短加勁肋外伸寬度,單位為毫米(mm)。9.2.22梁的支座處和上翼緣有較大集中荷載處宜設支承加勁肋,支承加勁肋不應單側(cè)布置。9.2.23支承加勁肋應按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件,其在腹板平面外的穩(wěn)定性按公式(33)計算。N——集中荷載或支座反力,單位為牛(N);內(nèi)的腹板面積(見圖8);φ——軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),計算長度為ho;f——鋼材的抗彎強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。標引序號說明:P——集中荷載;h?——腹板高;R——支座反力;tw——腹板厚度。圖8支承加勁肋9.2.24支承加勁肋端部為刨平頂緊時,應按其所承受的支座反力或固定集中荷載計算其端面承壓應9.2.25支承加勁肋與腹板連接焊縫,假定應力沿焊縫全長均勻分布計算焊縫尺寸和高度。9.2.26當梁的支座處采用雙支承加勁肋時,其間距宜取150mm~200mm,GB/T22395—20229.2.27弧形支座(圖9)面積(A)和反力(R)應分別按公式(34)和公式(35)計算:R≤80rbf2/E………(35)式中:A——弧形支座面積,單位為平方毫米(mm2);a——弧形支座寬度,單位為毫米(mm);b——弧形支座長度,單位為毫米(mm);R——梁支座反力,單位為牛(N);fe——柱頂板端面承壓強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2),混凝土局部承壓強度設計值;若支承在混凝土柱上,則為r——弧形支座表面曲率半徑,單位為毫米(mm);f支座材料的抗彎強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)E——鋼材的彈性模量,206×103N/mm2。R——支座反力;r——支座表面曲率半徑;a——支座寬度;b——支座長度。圖9弧形支座9.2.28條形支座(圖10)應按使用材料端面承壓強度計算,厚度(h)可按構(gòu)造選取。標引序號說明:h——支座厚度;a——支座寬度;b——支座長度。圖10條形支座GB/T22395—20229.2.29梁翼緣板與腹板(雙層焊接翼緣板)的連接角焊縫焊腳尺寸(h?)應按公式(36)計算:…………(36)式中:h;——角焊縫焊腳尺寸,單位為毫米(mm);V——計算截面沿腹板平面作用的剪力,單位為牛(N);S;——所計算翼緣毛截面對梁中性軸的面積矩,單位為三次方毫米(mm3);fY——角焊縫強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2);I?——梁的毛截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm?)。9.2.30當梁上翼緣承受集中荷載,且荷載作用處附近又未設置加勁肋時,翼緣板與腹板的連接角焊縫焊腳尺寸(h()應按公式(37)計算:式中:h:——角焊縫焊腳尺寸,單位為毫米(mm);fγ——角焊縫強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2);V——計算截面沿腹板平面作用的剪力,單位為牛(N);S;——所計算翼緣毛截面對梁中性軸的面積矩,單位為三次方毫米(mm3);I?——梁的毛截面慣性矩,單位為四次方毫米(mm1);F——集中荷載,單位為牛(N);β;——正面角焊縫強度設計值增大系數(shù),取1.22;l,——集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度,單位為毫米(mm)。9.2.31當腹板與翼緣的連接采用焊透的T形焊縫時,其強度可不計算。9.2.32當梁的高度較大時,考慮到制造、運輸和安裝的需要,可設計成疊梁(圖11)。標引序號說明:1——疊合面連接板;2——連接螺栓。圖11疊梁示意圖9.2.33疊梁的強度、剛度和穩(wěn)定性可按本章簡支梁有關(guān)規(guī)定進行計算。9.2.34深梁的應力分布和撓度與簡支梁理論計算結(jié)果有差異,在使用簡支梁理論計算深梁時,應留有適當?shù)陌踩6取?.2.35荷載作用點或次梁連接接頭宜布置在上層梁。當荷載作用點或次梁連接接頭布置在下層梁GB/T22395—2022時,疊合面高強度螺栓的布置應考慮撬力的影響,應按同時承受拉力和剪力驗算其承載力。荷載作用在上層梁時,疊合面螺栓應按不同的區(qū)段分別布置(圖12),區(qū)段i螺栓承受的剪力(H;)應按公式(38)計算:式中:H;——區(qū)段i螺栓承受的剪力,單位為牛(N);V;——區(qū)段i腹板最大剪力,單位為牛(N);S——疊合面以下(上)毛截面對中性軸的面積矩(不考慮疊合面連接板),單位為三次方毫米(mm3);I梁的主截面慣性矩(不考慮疊合面連接板),單位為四次方毫米(mm?);l;——區(qū)段i的長度,單位為毫米(mm)。區(qū)段1區(qū)段2區(qū)段i區(qū)段i+1圖12疊梁分段簡圖9.2.36疊合面連接板的設計除滿足連接螺栓的布置要求外,還應考慮上下層梁在制造和安裝時的剛度要求,其強度應按公式(39)計算:An——疊合面連接板的凈面積;f——支座材料的抗彎強度設計值,單位為牛每平方毫米(N/mm2)。9.2.37疊梁橫向加勁肋和次梁連接肋板與疊合面連接板間宜頂緊不焊。在疊合面安裝完畢后,再用連接板將上下梁的橫向加勁肋連接起來。9.3梁的構(gòu)造要求9.3.1梁的橫向加勁肋應與上翼緣焊接,不宜與下翼緣焊接,支座處支承加勁肋下端應銑平與下翼緣頂緊并焊接,有較大集中荷載處的支承加勁肋上端應銑平與上翼緣頂緊并焊接。9.3.2焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板腹板相接處應切角,當作為焊接工藝孔時,切角宜采用半徑(R)30mm的1/4圓弧。9.3.3焊接梁的翼緣當采用兩層鋼板時,外層鋼板與內(nèi)層鋼板厚度之比宜取為0.5~1.0。9.3.4不沿梁通長設置的外層鋼板,其理論截斷點處的外伸長度(L?)(圖13)應符合下列要求:b)端部無正面角焊縫:L≥2.0b?。標引序號說明:1——理論切斷點;M?——理論切斷點處彎矩;M——跨中彎矩;X——理論切斷點到梁端距離;L?——理論切斷點到外層鋼板端部距離;t?——外層鋼板厚度;b?——外層鋼板寬度。圖13外層翼緣的切斷點9.3.5變截面梁承受均布荷載時(圖14),其截面改變點宜設在離兩端支座約1/6處,其他形式的荷載,其截面改變點可根據(jù)梁的彎矩和剪力確定。標引序號說明:M?——截面改變點處彎矩;M——跨中彎矩;l——梁長;b?——窄截面寬度;b——中間截面寬度。圖14受均布荷載的變截面梁9.3.6為降低梁的高度,簡支梁可在靠近支座處改變梁的高度,但不宜小于跨中梁高的1/2(圖15)。同時,梁端部高度應符合抗剪強度的要求。標引序號說明:h——梁高;L——梁長。圖15支座變截面梁9.3.7雙腹板梁,梁高(h)與兩腹板距離(b?)之比不宜大于6(圖16),并應兼顧翼緣的局部穩(wěn)定和制作的需要;當h≥1300mm,宜取bo≥450mm,c≥25mm,△≈50mm。標引序號說明:t——梁翼緣厚度;c——梁翼緣外伸寬度;b?——梁腹板間距;tw——梁腹板厚度;h——梁高;△——肋板距下翼緣距離。圖16雙腹板梁斷面尺寸9.3.9雙腹板梁翼緣上開孔直徑不應大于翼板寬度的1/3,開孔削弱部分應按等截面補強,吊點處應設置短橫隔板,并與上翼緣頂緊或焊接,短橫隔板高度和厚度按剪切和彎曲計算確定,且厚度不應小于9.3.10型鋼組合梁的肋板厚度宜取6mm~12mm,構(gòu)造要求除應符合圖17外,還應滿足以下要求:a)蓋板(翼板)外伸有效計算寬度按15倍蓋板厚度;b)肋板間距不大于蓋板外伸寬度的2倍,且不大于1m;c)有加勁肋的梁應在其對應位置設置部分橫隔板,其間距不大于型鋼高度的6倍。單位為毫米標引序號說明:t——蓋板厚度;h——梁高;B——計算外伸寬度。圖17型鋼組合梁的構(gòu)造要求9.3.11梁的腹板開孔應符合GB50017—2017的規(guī)定。10柱的設計10.1.1柱由柱頭、柱身和柱腳組成,根據(jù)受力情況可分為軸心受壓(拉)柱和壓(拉)彎柱。10.1.2柱的截面宜采用雙軸對稱截面,一般宜采用實腹式柱。10.1.3本章只適用于實腹式柱,格構(gòu)式柱應符合GB50017—2017的規(guī)定。1

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