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關(guān)鍵詞:壓力容器 設(shè)計 問題及措施
一、壓力容器設(shè)計涉及到的幾個問題
1.壓力容器的設(shè)計使用壽命問題
受技術(shù)條件、管理體制和人員觀念等因素的制約,壓力容器的設(shè)計使用壽命問題一直沒有得到應(yīng)有的重視。事實上,壓力容器的設(shè)計使用壽命應(yīng)該由設(shè)計者在圖樣上標(biāo)注,設(shè)計者在設(shè)計時應(yīng)考慮到影響容器使用壽命的因素,主要有:材料的力學(xué)性能如高溫蠕變和高溫斷裂對時間的依賴性; 腐蝕裕量中包含的設(shè)計壽命因素;載荷如周期性載荷等的時間性;違規(guī)操作或惡劣環(huán)境等非正常因素。因此,正確的設(shè)計途徑應(yīng)是:設(shè)計者在確定容器設(shè)計使用壽命的基礎(chǔ)上,充分地考慮以上四個因素的影響,合理地選擇材料、確定腐蝕裕度、提出制造、檢驗和操作要求等等。
GB150-2011《壓力容器》和新版《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》都明確了設(shè)計單位在確定壓力容器設(shè)計使用壽命上的責(zé)任。應(yīng)該指出,壓力容器的設(shè)計壽命不一定等于實際使用壽命,它僅僅是設(shè)計者根據(jù)容器預(yù)期的使用條件而給出的估計,其作用是提醒使用者,當(dāng)超過壓力容器的設(shè)計壽命時應(yīng)采取必要的措施如:經(jīng)常測量厚度和縮短檢驗周期等。
壓力容器的設(shè)計壽命是一個復(fù)雜的問題,涉及到材料選用、腐蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計等一系列設(shè)計因素,能否準(zhǔn)確地預(yù)計,反映了設(shè)計者的經(jīng)驗和水平。應(yīng)在圖紙上標(biāo)注壓力容器的設(shè)計使用壽命,這樣做才能真正體現(xiàn)對用戶和對設(shè)備安全高度負(fù)責(zé)的精神。
2.壓力試驗的免除問題
壓力試驗免除的后果是減少了壓力容器制造過程中的一個檢驗環(huán)節(jié),當(dāng)然需要采取相應(yīng)的補救措施以保證壓力容器的質(zhì)量和安全。所采取的措施取決于使用者和設(shè)計者對容器的要求,一般性的措施如下:提高對壓力容器材料的要求:即提高其化學(xué)成分、力學(xué)性能和檢驗的要求;提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求:即盡量采用全焊透接頭、避免出現(xiàn)嚴(yán)重的幾何不連續(xù)現(xiàn)象;提高無損檢測的比例和級別;提高容器的超壓瀉放的能力。
壓力容器設(shè)計制造中的設(shè)計壓力主要是針對于容器的各個腔體,是容器檢驗要求、確定試驗壓力和選擇材料、劃分類別、提出制造等的重要依據(jù),也是確定各個容器受壓元件計算壓力的主要依據(jù)。壓力試驗是設(shè)計者需要重點考慮的問題,是否可以免除以及免除后應(yīng)采取哪些措施也是設(shè)計者需要重點考慮的問題。事實上,壓力試驗的免除僅僅針對那些不可能進行壓力試驗的現(xiàn)場組焊的大型壓力容器,如:催化裂化裝置中的有隔熱層的大型反應(yīng)器和再生器以及那些基礎(chǔ)不能承受液壓試驗時水的重量的壓力容器等等。也就是說,壓力試驗之所以免除,是因為這些容器或者不具備做壓力試驗的條件,或者根本就不允許做壓力試驗??傊?,免除意味著不能做而不是不去做,因此不能作為一般在制造廠內(nèi)生產(chǎn)的壓力容器不進行壓力試驗的依據(jù)。需要說明的是,這里的壓力試驗系指耐壓試驗。
3.壓力容器的定期檢驗問題
壓力容器的定期檢驗是指特種設(shè)備檢驗機構(gòu)按照一定的時間周期,在壓力容器停機時,對在用壓力容器的安全狀況所進行的符合性驗證活動。壓力容器一般于投用后3年內(nèi)進行首次定期檢驗。安全狀況等級為1、2級的,一般每六年檢驗一次;安全狀況等級為3級的,一般每3年至6年檢驗一次;安全狀況等級為4級的,監(jiān)控使用;定期檢驗過程中,使用單位或者檢驗機構(gòu)對壓力容器的安全狀況有懷疑時,應(yīng)當(dāng)進行耐壓試驗。
二、對壓力容器日常設(shè)計中的問題采取相應(yīng)對策
1.對長頸法蘭,當(dāng)工作壓力大于或等于0.8倍JB/T4700-2000中規(guī)定的最大允許工作壓力時,法蘭與圓筒的對接焊縫的檢測難題。對長頸法蘭,只要工作壓力小JB/T4700-2000規(guī)定的相應(yīng)溫度下的最大允許工作壓力即可選用,并不做別的任何技術(shù)要求,這種做法是錯誤的,這是由于:長頸法蘭直邊段與對接圓筒的環(huán)焊縫不但承受著圓筒中由內(nèi)壓引起的軸向薄膜應(yīng)力,并且還承受由法蘭力矩引起的軸向彎曲應(yīng)力。
長頸法蘭的最大應(yīng)力普遍發(fā)生于錐頸小端,即直邊段與法蘭錐頸的連接部位,其軸向彎曲應(yīng)力已達到1.5[σ]tf。故在直邊段端部的軸向彎曲應(yīng)力仍接近于1.5[6]tf,加上由壓力引起軸向薄膜應(yīng)力0.5[σ]tf,則該截面處的軸向總應(yīng)力可接近2[6]tf,達到對接圓筒中的軸向應(yīng)力(0.5[σ]tf)的4倍。為此一定增強對該連接環(huán)縫的檢測,將長頸法蘭與圓筒的連接環(huán)焊縫與普遍圓筒的環(huán)焊縫相區(qū)別。
法蘭設(shè)計中,對軸向彎曲應(yīng)力是按許用值1.5[σ]tf進行控制的,此中不計焊縫系數(shù),即認(rèn)為焊縫系數(shù)等于1。為此一定對上述環(huán)焊縫按系數(shù)等于1的要求進行100%的檢測。
2.整體法蘭錐頸高度取值的誤區(qū)
在用SW6-1998軟件進行整體法蘭計算時,要求輸入錐頸高度h,有很多設(shè)計人員將(H-δ)作為錐頸高度輸人,這是錯誤的,正確的做法是按JBT4703-2000中h的值輸入,造成這種誤區(qū)的原因是JB/T4703-2000標(biāo)準(zhǔn)的視圖中還包括直邊段。
3.塔器設(shè)計中,裙座與筒體連接段長度的正確取值
在塔器設(shè)計中,此中有一項要求輸入裙座與筒體連接段長度,其實該連接長度主要針對裙座較高,且裙座與筒體材料不一致而言的,設(shè)立該連接段不但中從經(jīng)濟角度出發(fā)并且是為滿足其焊接性能。
4.壓力容器與安全閥之間的連接管的璧厚難題
在安全閥設(shè)計中,一般根據(jù)《容規(guī)》相關(guān)公式計算出安全閥最小流道直徑(閥座喉徑),再聯(lián)合容器內(nèi)介質(zhì)確定安全閥的規(guī)格型號,并確定與安全閥連接管的規(guī)格型號。由于此刻管子內(nèi)徑Φ15mm已小于經(jīng)過計算的安全閥喉徑Φ15.85mm,顯然安全泄放裝置已起不到應(yīng)有的作用,應(yīng)將壓力容器與安全閥之間的連接管和管件的通孔,其截面積不得小于安全閥的進口截面積,選用Φ25×4.5的接管。
5.開平板的應(yīng)用難題
GB150中應(yīng)用的是GB3274《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱扎厚鋼板和鋼帶》表中的Q235-B鋼板,而GB3274中的Q235-B鋼板包括開平板和原平板,故開平板也可以用在壓力容器上,但其標(biāo)注方式不一樣,如8mm厚的鋼板,單扎鋼板標(biāo)注為δ=8mm,開平板標(biāo)注為7.x(x=1,2,3…9),但開平板偏差比單扎鋼板規(guī)定還嚴(yán)格。
開平板的內(nèi)應(yīng)力較高,所以尺寸穩(wěn)定性較差,但鋼板出廠的劃分標(biāo)準(zhǔn)一般按抗拉強度、常溫屈服點及各種化學(xué)成分劃分的,開平板的內(nèi)應(yīng)力一般不在考慮范圍內(nèi)。開平板大概有冷作硬化的傾向,在焊接時會有較大的焊接變形,很難調(diào)整,因此對表面質(zhì)量要求較高的部件不可以應(yīng)用開平板,且開平板的厚度一般在6~12mm。故在壓力不太高,對容器表面質(zhì)量要求不太嚴(yán)格的壓力容器上選用開平板并不違反相關(guān)規(guī)定,且較為經(jīng)濟。
三、 結(jié)束語
工程設(shè)計人員本著“質(zhì)量為本,安全高效”的原則準(zhǔn)確輸入數(shù)據(jù),這樣才氣確保所設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)合理,性能安全、經(jīng)濟,符合相關(guān)規(guī)范。
參考文獻
[1]汪新華,鄺生魯.對“十五”期間我國精細(xì)化工發(fā)展的思考[J].化工技術(shù)經(jīng)濟,2001.
[2]孫昌民.李育佳試論21世紀(jì)我國精細(xì)化工發(fā)展趨勢[J].化工時刊,2001.
關(guān)鍵詞:HAZOP安全評價技術(shù) 化工生產(chǎn) 應(yīng)用
中圖分類號:TQ086 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)12(a)-0049-02
隨著社會的不斷發(fā)展,我國經(jīng)濟與科技也在迅速發(fā)展,其成果被廣泛應(yīng)用到社會各行各業(yè)之中,其中包括化工生產(chǎn)方面?;どa(chǎn)過程本身就具有一定的危險性,如果生產(chǎn)的某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了紕漏,那么將會帶來一系列的災(zāi)難,比如:易燃?xì)怏w泄漏、易燃液體泄漏、火災(zāi)、中毒甚至爆炸,這不僅為化工企業(yè)帶來了經(jīng)濟損失,還會對社會人民的安全帶來了威脅,而在化工生產(chǎn)過程中使用HAZOP安全評價技術(shù),能夠有效地解決化工生產(chǎn)中的安全問題。
1 淺析HAZOP安全評價技術(shù)
HAZOP全稱為“Hazard and operability study”,它是一種形式結(jié)構(gòu)化的風(fēng)險分析方法,該方法能夠全面的研究系統(tǒng)中的每一個部件。其主要通過對帶控制點的工藝流程圖、工藝管線和儀表圖或者工廠仿真模型進行研究,HAZOP主要分析生產(chǎn)過程中管路和設(shè)備操作是否具有潛在事故的發(fā)生,選擇相關(guān)的參數(shù),通過檢查每一個參數(shù)偏離設(shè)計條件的影響。通過挑選關(guān)鍵詞對潛在的偏差進行描述,最后分析故障發(fā)生的原因,以此制定相應(yīng)的防護裝置和安全措施。HAZOP的基本原則是要求在認(rèn)為正常及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的狀態(tài)下運行都是安全的。HAZOP技術(shù)方式允許分析人員在辨別危險和可能存在的偏差之后進行合理的判斷與推測。
在進行HAZOP安全評價的時候,要根據(jù)以下步驟進行:首先,要明確HAZOP分析的范圍;其次,根據(jù)生產(chǎn)的過程將工藝分為不同的工藝單元,并且將工藝單元中的操作步驟詳細(xì)列出;再次,選擇某一個子系統(tǒng)中的操作步驟,進行工藝狀態(tài)的參數(shù)偏差、時間偏差、執(zhí)行順序及人為偏差分析并研究在生產(chǎn)過程中可能存在的安全隱患;最后,分析之后,選擇系統(tǒng)中的下一個操作步驟重復(fù)以上內(nèi)容,指導(dǎo)所有步驟分析完畢[1]。
2 基于生產(chǎn)工藝過程中HAZOP安全評價技術(shù)
2.1 基于人工模式的HAZOP安全評價技術(shù)
HAZOP安全評價技術(shù)是對生產(chǎn)工藝中的所有元件結(jié)構(gòu)進行全面檢查,檢查元件參數(shù)是否與設(shè)計規(guī)范相同,并防止一系列危險及安全事故的出現(xiàn),減少對人員及經(jīng)濟的損失。以此就可以看出來HAZOP安全評價技術(shù)具有系統(tǒng)性、全面性的特點。HAZOP安全評估結(jié)果包括安全措施、非正常性故障、事故后果等一系列的因素。
在HAZOP技術(shù)尋找生產(chǎn)工藝中潛在的危險因素及可行性操作程序的時候,要合理利用偏差,有效地處理危險因素及操作問題,使安全評價標(biāo)準(zhǔn)更具系統(tǒng)化。目前我國在化工生產(chǎn)中使用HAZOP技術(shù)越來越頻繁,其在核電領(lǐng)域及化工領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用?;谌斯つJ降腍AZOP安全評價技術(shù)在一定狀態(tài)下的條件都具有安全性,所以此方案具有可行性。
一般在化工生產(chǎn)中災(zāi)難的發(fā)生都有一些條件因素,只有在正常條件與操作行為中有所偏差時才會出現(xiàn)災(zāi)難,所以,HAZOP安全評價技術(shù)要求專業(yè)人員具有較強的識別危險度與偏差的能力,并且能夠正確做出判斷。在研究某些較為典型的危險及操作程序時,要預(yù)先創(chuàng)建一支具有較高技能和專業(yè)的研究團隊,其中包括安全管理、工藝、儀表控制、設(shè)備操作等人員。另外在進行分析之前,還要收集一系列的操作資料和設(shè)計資料,經(jīng)過專業(yè)的研究人員對其進行審核,并且進行系統(tǒng)化的劃分,根據(jù)正常狀態(tài)中的工藝參數(shù)和條件將存在的一系列偏差進行有效的分析和排查,并且從中找出原因。
2.2 基于符號有向圖的HAZOP安全評價技術(shù)
隨著社會的不斷發(fā)展,化工產(chǎn)品也在不斷普及,近年來化工產(chǎn)品的種類越來越多,生產(chǎn)的過程也越來越復(fù)雜,在生產(chǎn)過程中難免會發(fā)生問題,導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。在進行人工HAZOP評價時會費時費力,也很難掌控生產(chǎn)過程,容易產(chǎn)生問題,并且人工計算機的深度也會受到限制,使HAZOP評價技術(shù)不能發(fā)揮出自身的作用。符號有向圖是網(wǎng)絡(luò)圖中的重要元素,是由各個不同的節(jié)點連接而成,不僅能夠包容大量的信息,還能夠揭示安全隱患及故障傳播,可以表達出偏向復(fù)雜化的因果關(guān)系,所以其被廣泛應(yīng)用,也是進行智能化推理的重要手段。所以,在化工生產(chǎn)中輔助HAZOP安全評價技術(shù),有著重要的價值意義。
相比人工的HAZOP安全評價技術(shù),計算機輔助能夠有效地提高分解報表的人性化、多樣化,能夠降低分析系統(tǒng)出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象,通過模塊化的分析,避免過程中出現(xiàn)混淆的現(xiàn)象,根據(jù)條理化、規(guī)范化保證安全分析系統(tǒng)能夠順利的開展?;诜栍邢驁D的HAZOP安全評價技術(shù),不僅能夠為化工生產(chǎn)過程提供了安全支撐,還能夠有效地提高整個分析系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性,其還具備高性能、省時、省力、降低資金的優(yōu)勢,所以,在化工安全評價中使用這種技術(shù)方案有著較高的價值意義[2]。
3 化工生產(chǎn)過程安全控制系統(tǒng)
使用容錯控制技術(shù)與編程控制器為基礎(chǔ),創(chuàng)建一個安全事故保護軟件及精細(xì)化工生產(chǎn)過程專用控制系統(tǒng),可以有效地提高化工生產(chǎn)中的安全性。
主控制器可以使用具有較高安全性、可應(yīng)用性的可編程控制系統(tǒng),信號輸入/輸出使用能夠適應(yīng)不同環(huán)境的分布式模塊與位處理模塊,通過執(zhí)行通訊協(xié)議進行總線連接,使系統(tǒng)能夠?qū)?nèi)外進行故障診斷,提高系統(tǒng)的安全性。
此控制系統(tǒng)由圖形用戶操作界面、基本檢測控制及安全連鎖三大模塊為基礎(chǔ)組成。通過對自動化HAZOP分析、安全仿真、安全控制等一系列的技術(shù)進行探討之后,其系統(tǒng)能夠提高化工生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)、降低生產(chǎn)過程中的危險系數(shù)、降低安全系數(shù),保障工作人員、財產(chǎn)的安全。
其要求達到4個目標(biāo):其一,使HAZOP分析軟件能夠在生產(chǎn)過程中的各階段進行分析,比如:概念設(shè)計階段、裝置開車前、現(xiàn)有裝置等的危害分析,并且還要對研究實驗室與設(shè)備進行危害分析。從而提出改進策略,提出設(shè)計、安裝及運行中的安全措施,降低過程中的危害性;其二,實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化HAZOP分析及內(nèi)在安全的設(shè)計,能夠?qū)︼L(fēng)險進行分析和評估;其三,使設(shè)計的生產(chǎn)工藝過程能夠?qū)崿F(xiàn)不同狀況下的容錯控制,能夠?qū)κ鹿拾l(fā)生時進行保護及緊急安全停車,降低事故對事物的危害率,使整個工藝過程處于安全狀態(tài);其四,間歇生產(chǎn)工藝過程能夠驗證與完善操作控制方案及應(yīng)急處理預(yù)案,適用于安全操作仿真試驗中,能夠提高操作人員對事故的處理能力及安全操作能力[3]。
4 結(jié)語
化工生產(chǎn)中具有一定的安全隱患,比較容易發(fā)生爆炸與泄露危險,其中釋放出來的氣體對人體有較大的危害性。所以,對化工生產(chǎn)過程進行全面的安全評價,以HAZOP技術(shù)為基礎(chǔ),提高評價技術(shù)效率,使其能夠在化工企業(yè)中發(fā)揮出自身的作用,使分析結(jié)果更加精準(zhǔn),降低事故的發(fā)生幾率,使化工企業(yè)能夠健康的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1] 顧武成.化工生產(chǎn)過程HAZOP安全評價技術(shù)的實踐[J].中國化工貿(mào)易,2013(8):65.
【關(guān)鍵詞】螺旋樓梯、內(nèi)力、配筋、節(jié)點、支座
中圖分類號: TU111.2文獻標(biāo)識碼: A
1.工程簡介
珠海市暉翔涂料有限公司辦公樓位于珠海市金灣區(qū)高欄港經(jīng)濟區(qū)精細(xì)化工專區(qū)東榮路北,辦公樓的大堂平面較大,而且高度跨兩層,業(yè)主要求一個氣派美觀的螺旋樓梯,并且中間不設(shè)柱子。該樓梯中心展開線長達13.9米,平面圖如附圖一。
2.內(nèi)力計算分析
由于該螺旋樓梯跨度大,撓度不易控制,螺旋樓梯需要足夠的剛度來滿足變形及抗扭要求,兩端連接方式按固接設(shè)計,初步將板厚定為400mm,使用C30等級混凝土。為保證樓梯的計算準(zhǔn)確,使用了TBSA及PKPM兩套軟件進行計算對比,并查閱了大量的相關(guān)書籍,參考齊志成的《螺旋樓梯計算方法》和《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算使用手冊》作手工計算復(fù)核。三套計算結(jié)果對比后,PKPM程序計算所得內(nèi)力最大,并將其結(jié)果作為設(shè)計依據(jù)。
下面是PKPM計算所得的結(jié)果:
螺旋段線荷載:40.25(kN/m)
平臺線荷載:33.64(kN/m)
梯板內(nèi)力圖如下:
上下梁承受的的內(nèi)力設(shè)計值如下:
水平力(kN)豎向力(kN) 彎矩(kN.m) 扭矩(kN.m)
下梁:158.36263.22 -235.15-311.21
上梁:126.43319.28 -132.14 369.37
梯板的最大豎向位移為5.213mm。
由上面的計算結(jié)果可見,梯板的上、下兩支座處的內(nèi)力值較大,符合先前支座固接的預(yù)定條件。豎向變形值也不大,滿足樓梯正常使用的舒適性要求,梯板厚度400mm的取值合適。計算結(jié)果符合概念分析的內(nèi)力分布,下面的任務(wù)是對較大彎矩、剪力、扭矩的部位進行配筋計算,以及對節(jié)點處的細(xì)部處理,保證支撐梁的承受能力和梯板鋼筋的妥善錨固,確保支座起到固接作用。
3.各段梯板的配筋值和施工圖配筋
下螺旋段:
板上下筋 板外側(cè)筋 板內(nèi)側(cè)筋 抗扭縱筋 剪扭箍筋 抗扭箍筋
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1489.00.0 1769.3 3388.24120.1 566.3
上螺旋段 :
板上下筋 板外側(cè)筋 板內(nèi)側(cè)筋 抗扭縱筋 剪扭箍筋 抗扭箍筋
1467.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1467.00.0 1769.3 3388.2 439.2 0.0
1467.00.0 1769.30.0 439.2 0.0
1467.0 1769.30.00.0 439.2 0.0
1467.0 1769.30.0 3388.2 439.2 0.0
1467.0 1769.30.0 3388.2 439.2 0.0
1467.0 1769.30.0 3388.2 439.2 0.0
1695.2 1769.30.00.0 439.2 0.0
1467.0 1769.30.0 3388.2 439.2 0.0
下直線段 :
板上下筋 板外側(cè)筋 板內(nèi)側(cè)筋 抗扭縱筋 剪扭箍筋 抗扭箍筋
2849.3 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
2132.1 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.00.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
1498.00.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
1498.00.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
1498.00.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
上直線段:
板上下筋 板外側(cè)筋 板內(nèi)側(cè)筋 抗扭縱筋 剪扭箍筋 抗扭箍筋
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1498.0 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
1822.6 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
2488.4 1706.20.0 3367.3 446.4 0.0
3425.10.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
4066.70.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
4864.30.0 1706.2 3367.3 446.4 0.0
根據(jù)上面的計算結(jié)果,支座截面和跨中截面的配筋如下:
4.上、下支座的設(shè)計
由上面的內(nèi)力圖可以看出,較大的彎矩、剪力、扭矩出現(xiàn)在上下支撐梁上,上下支撐梁必須具有足夠的剛度和強度,以滿足抗彎、抗剪、抗扭、抗變形的要求,達到支座固接的效果。若剛度和強度不足,支座會過早屈服,出現(xiàn)塑性鉸,扭轉(zhuǎn)過大,螺旋樓梯也因此變形過大,不能滿足正常使用的要求??紤]到上下支座(支撐梁)的重要性,下面就如何合理設(shè)計該樓梯的支座作一些介紹,從工程的實際情況分析該樓梯支座所處的位置,承受哪些力,與之連接的構(gòu)件如何加強等。
(1)樓梯下部支座的的設(shè)計
該螺旋樓梯的下部,因一邊有框架柱,另一邊無框架柱,若樓梯的支撐梁一端連柱子,另一端不連柱子,會導(dǎo)致樓梯支座扭矩絕大部分傳給有柱相連的一端,該支撐梁受破壞的風(fēng)險比較大,而且如此大的扭矩集中傳給側(cè)邊的柱子,對柱子的影響也是舉足輕重的,為避免這種情況,考慮將下支撐梁用次梁來擔(dān)當(dāng),該支撐次梁截面尺寸取500x1000mm,縱向筋、箍筋、抗扭筋均比計算值加大20%,并將該梁向左右各延伸一跨,保證該梁與地板面穩(wěn)固的咬合。再者,承受此次梁的兩側(cè)的主梁,加大截面至400x1100mm,并將主梁的實際配筋值比計算值加大20%,以保證有足夠的富余。另外,樓梯的支撐梁兩側(cè)的樓板加厚至250mm,雙層雙向加大配筋。通過以上的措施,可以保證螺旋樓梯的下支座具有足夠的剛度作為固接支座。
(2)樓梯上部支座的的設(shè)計
樓梯上部支撐梁只有一邊有樓板,梁高也限制在800mm高,客觀條件來看是比下支座更為不利的。為了彌補這個先天不足,盡量減少上支座的扭轉(zhuǎn)變形,起到固接的效果,支撐梁截面取600x800mm,縱向筋、箍筋、抗扭筋均比計算值加大20%,樓板厚度取300mm,雙層雙向加大配筋。經(jīng)過詳細(xì)計算,上部支撐梁扭轉(zhuǎn)變形1.25度,轉(zhuǎn)角較小,可以認(rèn)為是固接支座,也完全滿足樓梯使用的舒適性要求。
5.梯板鋼筋在支座處的錨固
該螺旋樓梯的自重大,受力大,內(nèi)力復(fù)雜,配筋也大,其鋼筋在節(jié)點處錨固的重要性不言而喻,也成為工程成敗的關(guān)鍵所在。節(jié)點處,梯板鋼筋與支撐梁鋼筋交匯重疊,相當(dāng)緊密,綁扎操作難度較大,應(yīng)將鋼筋進行較合理的編排,走向順暢及錨固牢靠。本工程樓梯上、下支座節(jié)點的錨固示意如下附圖二、附圖三。
6 結(jié)論
該工程的螺旋樓梯已經(jīng)建好并已投入使用,使用效果還不錯,多人在樓梯重步行走,并不感覺到有明顯的震動,說明梯板厚度及支座的設(shè)計是合理的,安全可靠的。
綜上所述,大跨度螺旋樓梯的設(shè)計,首先應(yīng)對樓梯進行整體的概念判斷,選擇合適的受力模型。其次,采用多種計算軟件進行計算分析,并且手工復(fù)核計算,各種計算結(jié)果對比分析,相差不大可判斷計算比較準(zhǔn)確,最后采用較大的一組結(jié)果作為施工圖設(shè)計依據(jù)。再者,支座的設(shè)計要充分保證計算模型的假定,支撐梁及相連板要有足夠的剛度和配筋,以抵抗螺旋樓梯傳來的彎矩、剪力及扭矩。最后,節(jié)點處鋼筋的錨固設(shè)計要合理牢靠,施工方便,關(guān)鍵的防線要絕對保證。螺旋樓梯設(shè)計的各階段環(huán)環(huán)相扣,才能設(shè)計出合理、安全、適用的樓梯。
參考文獻:
齊志成.螺旋樓梯的計算方法;北京,建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,1981年01期
地處上海南端、杭州灣北岸的上?;瘜W(xué)工業(yè)區(qū),是以石油化工的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)的化工區(qū)。從化工區(qū)的“龍頭”90萬噸/年乙烯工程產(chǎn)出的乙烯、丙烯、丁二烯,到苯、甲苯、二甲苯等基礎(chǔ)化工原料,再到分別制成異氰酸酯、聚碳酸酯等一項又一項中間化工原料,直至延伸加工成各種各樣的合成樹酯、軟泡材料、粘合劑、涂料等精細(xì)化工產(chǎn)品,上游、中游、下游項目相關(guān)共生,一體化聚集,形成企業(yè)之間化工原料、中間體、產(chǎn)品、副產(chǎn)品及至廢棄物的互供共享關(guān)系。在這條循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈上,“上一環(huán)節(jié)的產(chǎn)品正是下一環(huán)節(jié)的原料”,“上一環(huán)節(jié)的廢氣正是下一環(huán)節(jié)的熱源”,上中下游實現(xiàn)無縫連接,沒有中間過渡裝置,從裂解原料進去到化工產(chǎn)品出廠,在化工區(qū)里一“體”呵成,實現(xiàn)了低損耗、高環(huán)保,使生產(chǎn)成本大大降低。
上?;^(qū)產(chǎn)品項目的一體化是在項目引進上精心選擇的結(jié)果。上海化工區(qū)招商一個重要步驟是“產(chǎn)品鏈信息”,吸引外商以自已的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)在化工區(qū)的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈中“對號入座”。上游的上海賽科90萬噸乙烯工程(BP等公司),中游的上海聯(lián)合異氰酸酯項目(德國巴斯夫、美國亨斯邁公司)、聚異氰酸酯一體化工程(德國拜耳公司),下游的聚酯項目(德國德固賽公司)、聚四氫呋喃項目(德國巴斯夫)、MMA項目(英國璐彩特公司)等,組成了化工生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)組織體系,出現(xiàn)了世界化工巨頭齊聚化工區(qū)的喜人局面,而這些跨國公司也因為產(chǎn)業(yè)鏈的資源循環(huán)和無縫連接,實現(xiàn)了資源的減量投入、集聚利用、循環(huán)利用和效益最大。
循環(huán)經(jīng)濟打造“綠色重慶”
“循環(huán)經(jīng)濟”理念的精髓,在重慶市(長壽)化工園區(qū)內(nèi)充分體現(xiàn)。該園區(qū)積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,使天然氣化工、氯堿化工、石油化工產(chǎn)業(yè)按“上、中、下游”產(chǎn)品鏈規(guī)劃和布局,使企業(yè)間形成代謝和共生關(guān)系,實施“資源―生產(chǎn)―消費―再生資源”的反饋式流程,完成物質(zhì)、能量循環(huán),使資源利用最大化,廢棄物排放最小化。同時,園區(qū)水、電、氣、熱等服務(wù)項目實現(xiàn)集約化管理?;@區(qū)走上了可持續(xù)發(fā)展的道路,現(xiàn)正著力打造中國最大的新能源基地和長江上游最大的綜合化工基地。而該園區(qū)的做法,正是重慶在新型工業(yè)化道路中重視循環(huán)經(jīng)濟的一個縮影。作為全國資源綜合利用試點城市的重慶,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,推動節(jié)約型社會建設(shè),打造綠色重慶,已成為企業(yè)界的共識。
今年3月25日,重慶市政府第50次常務(wù)會議審議通過《發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的決定》,為循環(huán)經(jīng)濟建章立制。重慶市還將實施“12518”工程:以提高資源利用效率和循環(huán)利用為核心,建設(shè)兩個體系,即建設(shè)促進資源節(jié)約的政策法規(guī)體系和循環(huán)經(jīng)濟框架體系;突出5個重點領(lǐng)域,即能源節(jié)約和降耗、水資源合理利用、資源綜合利用和再生資源利用、強化土地資源利用、推進清潔生產(chǎn);實施18項重點工程。重慶市的重點用能企業(yè)將通過加強產(chǎn)品能耗限額管理,建立用能獎懲制度,全面降低能源消耗。
武漢市圈定四大節(jié)約重點
武漢市出臺的《武漢市建設(shè)節(jié)約型社會的實施方案》,在四個方面加快節(jié)約型社會的建設(shè):一、武漢市將對重點能耗企業(yè)和行業(yè)“減耗”,力爭“十一五”期間,工業(yè)萬元產(chǎn)值綜合能耗年均下降5%,每年有望少燒150萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。武漢市還將加快淘汰老舊汽車,推廣清潔燃料汽車,增加城市混合動力公交車,并于今年11月1日在全市推廣車用乙醇(酒精)汽油;二、明年起,武漢市城區(qū)新建建筑必須百分之百地嚴(yán)格實施節(jié)能50%的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。對達不到節(jié)能設(shè)計規(guī)范要求的,不準(zhǔn)施工、不準(zhǔn)驗收備案、不準(zhǔn)銷售和使用,并將資源節(jié)約責(zé)任和效果納入各級政府、部門目標(biāo)責(zé)任制和考核體系中;三、武漢市將在東西湖區(qū)創(chuàng)建全國循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū)試點,今明兩年在該區(qū)進行綠色GDP核算試點。四、武漢市將在水果湖電力社區(qū)、陶山社區(qū)、洪山區(qū)部分高校進行生活垃圾分類收集試點。武漢市政府計劃,2005-2006年重點建設(shè)三金潭、落步嘴、黃家湖、漢西等污水處理廠。到2010年,武漢市污水集中處理率達到80%,污水回用率為20%。在節(jié)約用地方面,武漢市還將加快“停未建工程”和閑置土地資源的處置,重點盤活存量土地,推進“城中村”改造,力爭在2010年全市禁止生產(chǎn)、經(jīng)營和使用粘土磚。
秦皇島工業(yè)垃圾綜合利用率達80%
最近3年來,秦皇島對新上和引資項目嚴(yán)格實行環(huán)保測評和環(huán)保一票否決制。目前,全市在建的省市重點項目34個,投資千萬元以上的項目308個,投資億元以上的項目88個,每天平均有26家民營企業(yè)注冊,所有這些企業(yè)和項目都實現(xiàn)了環(huán)保達標(biāo)。秦皇島碼頭是世界上最大的煤炭輸出港,年吞吐量超過1.5億噸。為減少粉塵污染,需要大量用水除塵,但海水不能用,自來水成本太高。為此,秦皇島港投巨資建成了日產(chǎn)2萬噸中水項目,千方百計將各種廢水、雨水收集起來加工成中水循環(huán)使用,每噸水減少成本2元多,取得較大的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。最大限度地利用高科技建設(shè)低能耗、無污染和再循環(huán)經(jīng)濟項目,已成為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的共識。3年來,全市增加高科技企業(yè)58家,研發(fā)高新技術(shù)產(chǎn)品84項。秦皇島晨礱建材公司投資3億元引進意大利制磚設(shè)備,將熱電廠的粉爐灰廢物利用,研制開發(fā)出40多個保溫節(jié)能墻磚、地磚新品種,每年生產(chǎn)高附加值的保溫節(jié)能磚2.2億塊。實施循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略使秦皇島出現(xiàn)了經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的多贏局面,秦皇島市全年空氣質(zhì)量達到二級以上的天數(shù)繼續(xù)保持在95%以上。
燕京啤酒清潔生產(chǎn)帶來效益
目前世界上先進的企業(yè)都在利用環(huán)保項目來大量的節(jié)約運營成本,達到企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)保事業(yè)雙贏。北京燕京啤酒集團公司找準(zhǔn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)保之間的結(jié)合點,使生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物得到了循環(huán)利用。如瓶渣賣給制瓶企業(yè)作原料,爐渣作為建筑行業(yè)的防水材料,酒糟是牛、羊等家畜的優(yōu)良飼料,廢標(biāo)紙作為造紙行業(yè)的原始材料等。建廠至今該公司用于環(huán)保項目的投資達1.6億元,包括新建日處理4萬噸的大型污水處理廠、鍋爐的水漠除塵系統(tǒng)等18個項目,使企業(yè)的各種消耗控制在行業(yè)較好水平,各種污染物排放達到了北京市標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)建設(shè)成為一個花園式生產(chǎn)企業(yè),并成為北京市工業(yè)旅游點之一。在有效治理各種廢棄物的同時,公司注重源頭管理,把清潔生產(chǎn)作為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一條途徑,特別是對各種廢棄物的綜合利用,已經(jīng)逐漸成為企業(yè)新的利潤增長點。公司第一輪清潔生產(chǎn)工作共投資3437萬元,可實現(xiàn)年經(jīng)濟效益約1662萬元,兩年就能收回全部投資。
貴陽建設(shè)資源節(jié)約型城區(qū)
貴陽市南明區(qū)圍繞“建設(shè)生態(tài)經(jīng)濟市”的發(fā)展戰(zhàn)略,按照南明區(qū)“三產(chǎn)興區(qū)、工業(yè)強區(qū)、環(huán)境立區(qū)”的發(fā)展思路,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,提高經(jīng)濟的整體素質(zhì)和區(qū)域競爭力。高度重視經(jīng)濟增長與資源、環(huán)境的協(xié)調(diào),倡導(dǎo)有利于資源節(jié)約和保護生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)方式,積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設(shè)資源節(jié)約型城區(qū)。
以發(fā)展基地和支柱企業(yè)為重點,做強二產(chǎn)業(yè),突出生態(tài)主題,依托貴陽航空港的優(yōu)勢,按照建設(shè)生態(tài)型、園林型、智能型、文化型特色的城市新區(qū)的規(guī)劃定位,與花溪、烏當(dāng)區(qū)政府共同開發(fā)龍洞堡區(qū)域。加快發(fā)展食品、機電、藥業(yè)等支柱工業(yè);加快培育現(xiàn)代生物醫(yī)藥、新材料等新興產(chǎn)業(yè),促進信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展;推進食品工業(yè)、藥業(yè)等重點優(yōu)勢企業(yè)的技改達產(chǎn)增效,爭創(chuàng)全國名牌企業(yè);積極推進龍洞堡、上下壩、筍子林三個園區(qū)的開發(fā)建設(shè)。盡快形成大基地、大企業(yè)、大項目、名品牌的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略依托。
棲霞市實施“生態(tài)立市”
近年來,山東省棲霞市把集聚生態(tài)優(yōu)勢、創(chuàng)造生態(tài)品牌作為興市、強市的根本途徑,全力實施“生態(tài)立市”戰(zhàn)略,取得了顯著成果。
建設(shè)綠色家園。為建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)旅游城市,增強區(qū)域吸引力和競爭力,棲霞市全力改善生態(tài)環(huán)境,積極實施綠化工程,發(fā)動群眾在路旁、水旁、宅旁植樹,使全市林木覆蓋率達到46.5%;在農(nóng)村開展了創(chuàng)建“生態(tài)型文明村鎮(zhèn)”活動,通過實施“硬化、綠化、美化、凈化”工程,著力營造生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的人居環(huán)境,使市區(qū)綠化覆蓋率達到40.3%,人均公共綠地9.7平方米;他們還對白洋河、清水河等五大流域進行了全面治理,治理水土流失面積60平方公里,為生態(tài)環(huán)境建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。良好的環(huán)境吸引了大批客商到棲霞安家落戶,今年1~6月份,全市實際利用內(nèi)資15.2億元,同比增長51%。
打造綠色工業(yè)。近年來,棲霞市堅持發(fā)展工業(yè)與保護環(huán)境并重的原則,加大了工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和培植力度,積極推行清潔生產(chǎn)。該市立足果業(yè)大市的實際,在抓好果業(yè)生產(chǎn)的同時,建設(shè)各類氣調(diào)庫134座,總儲藏能力超過20多萬噸,按照“旺季存,淡季銷”的經(jīng)營原則,實現(xiàn)了果品增值。同時,他們還建起了果品、畜牧、蔬菜等各類涉農(nóng)加工企業(yè)600多家,拉長產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品利潤的最大化。近年來,該市按照“環(huán)保第一審批權(quán)”的原則,先后拒批不利環(huán)保的國內(nèi)外大項目30多個,關(guān)閉14家有污染的利稅大戶企業(yè),并斥資1.27億元根治了近300個污染源。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。棲霞是一個果業(yè)大市,人均一畝果,農(nóng)民收入的80%來自果業(yè)。對某一經(jīng)濟形式的依賴性越大,風(fēng)險性就越大。為分擔(dān)風(fēng)險,棲霞市堅持以特色資源為基礎(chǔ),在鞏固提高果業(yè)支柱地位的基礎(chǔ)上,推進產(chǎn)業(yè)鏈條向前與畜牧業(yè)對接,向后拉動食用菌業(yè)的發(fā)展,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán),形成了一個多元化、復(fù)合型的生態(tài)經(jīng)濟體系。畜牧業(yè)產(chǎn)出的大量有機肥,為果品和無公害蔬菜的生產(chǎn)提供了保障;果業(yè)每年產(chǎn)出幾十萬噸的果樹廢棄枝條,為菌菜發(fā)展提供了充足的原料;發(fā)展菌菜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的菌棒廢渣又為果品和花卉業(yè)的發(fā)展提供了有機肥料。截至目前,棲霞市的果、牧、菜三個產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重分別達到57%、12%、6%。
開遠(yuǎn)將建循環(huán)經(jīng)濟型城市
云南省開遠(yuǎn)市發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃大綱日前在昆明通過預(yù)審。根據(jù)《大綱》要求,開遠(yuǎn)將建成以工業(yè)循環(huán)為重點的循環(huán)經(jīng)濟城市,同時探索出一整套完整的、科學(xué)的發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的經(jīng)濟指標(biāo)體系。開遠(yuǎn)市是一個典型的煤電資源型城市,經(jīng)濟發(fā)展以不可再生的煤、磷礦資源為基礎(chǔ)。由于產(chǎn)業(yè)格局不合理,開遠(yuǎn)一直是云南的重污染城市。雖經(jīng)過大力整治,企業(yè)已基本實現(xiàn)達標(biāo)排放,但由于污染排放總量依然很大,導(dǎo)致城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量一直在三級徘徊,污染物環(huán)境容量接近飽和?!洞缶V》確定了開遠(yuǎn)“圍繞一個目標(biāo),實現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)變,建設(shè)三個核心體系,完成四方面提升,按照五大循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展”的整體戰(zhàn)略思路,以提高環(huán)境質(zhì)量與生態(tài)品位為重點,通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化、空間的合理布局及功能的調(diào)整,全面實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量水平、經(jīng)濟實力、社會文明程度和城市知名度的提升。開遠(yuǎn)市發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟總體上分為兩部分,即物質(zhì)流體系和支撐體系。物質(zhì)流體系包括生產(chǎn)和消費兩個領(lǐng)域,生產(chǎn)領(lǐng)域主要是在一、二、三產(chǎn)業(yè)構(gòu)筑循環(huán)經(jīng)濟體系,在消費領(lǐng)域積極倡導(dǎo)可持續(xù)消費,而支撐體系則包括社會保障系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施支撐系統(tǒng)。