針對目前帶壁板鋼結構傳統設計中不考慮壁板側向剛度從而導致經(jīng)濟性不佳的問(wèn)題， 以某石化行業(yè)加熱爐鋼結構為工程背景， 提出了考慮壁板作用的加熱爐鋼結構設計方法。討論了壁板與周?chē)鷺嫾倪B接方式、 壁板加勁肋的合理布置和構造措施、 框架柱計算長(cháng)度系數的取值方法等關(guān)鍵設計問(wèn)題。結果顯示
應力比控制在０．８５以?xún)龋?框架柱０．７５） 時(shí)， 新設計方法與傳統設計方法相比， 結構用鋼量可以節?。玻埃?。
關(guān)鍵詞： 加熱爐 設計方法 帶壁板鋼結構 框架柱計算長(cháng)度系數 加勁肋
加熱爐是將物料加熱的設備， 應用遍布于石油、 化工、 機械、 冶金等諸多行業(yè)。在石化行業(yè)， 加熱爐內爐管排布、 燃燒器布置、 進(jìn)出口管線(xiàn)等形式復雜， 且長(cháng)期處于高溫環(huán)境下， 其結構設計的安全可靠尤為重要。對于加熱爐結構的設計， 國內大多數企業(yè)完全采用傳統設計方法， 即按照常用的理論和經(jīng)驗公式確定結構設計的參數， 由于缺乏現代設計手段， 傳統設計過(guò)于保守， 效率低下。對于加熱爐結構進(jìn)行設計方法研究， 改進(jìn)其工程設計， 有利于提高石化行業(yè)的結構設計效率， 降低設計成本。
一些科研單位對加熱爐結構的設計和優(yōu)化方法進(jìn) 行 了 研 究。劉 斌 等 人【 １】以 Ａｎｓ ｙ ｓ軟 件 為 基礎， 采用 ＶＢ語(yǔ)言編寫(xiě)了可視化程序， 開(kāi)發(fā)了加熱爐結構設計平臺， 可實(shí)現典型加熱爐設計參數的修改。王曉波【 ２】以 ＶＢ 為 開(kāi) 發(fā) 工 具， Ａｃｃｅｓｓ作 為數據支持進(jìn)行了加熱爐鋼結構的設計平臺開(kāi)發(fā)，實(shí)現了結構的強度、 穩定性校核以及自振周期的計算。趙曜【 ３】等人針對加熱爐結構二維設計過(guò)程難以表達空間結構的問(wèn)題， 依照模塊化設計思想，開(kāi)發(fā)了交互式繪圖程序， 實(shí)現了三維化設計。張立杰等人【 ４】采用數學(xué)中的一維搜索法， 以 結 構 總重量為目標函數， 實(shí)現了基于離散變量算法的結構優(yōu)化設計。厲亞寧【 ５】對某制氫轉化爐鋼結構進(jìn)行了壁板對鋼結構內力和變形的影響分析， 建議在爐子鋼結構設計中計入壁板的作用。
石化行業(yè)中方形加熱爐鋼結構一般設計為帶有表面鋼板的框架結構， 我國工程建設中按純框架考慮， 壁板只作為圍護結構， 其受力作用一直沒(méi)被利用， 這不但不能真實(shí)地反映結構的受力性能，在經(jīng)濟上也是很大的 損 失【 ６ －７】。石化行業(yè)某加熱爐鋼結構工程外型巨大， 如果還是采用傳統的框架分析模型和設計方法， 必定會(huì )造成梁柱截面過(guò)大、 結構整體外型碩大的問(wèn)題， 影響使用空間且使得工程 建 設 成 本 大 大 增 加。本 文 考 慮 了 壁 板 作用， 對該工程加熱爐整體結構進(jìn)行了設計分析， 研究了帶壁板的加熱爐鋼框架 的一些關(guān)鍵設計問(wèn)題。
