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锅炉钢结构设计步骤及特点 　　摘要：锅炉钢结构设计是一个复杂的过程，需要对它的特点和设计步骤进行研究，以达到其设计合理、经济的目的。 　　关键词：锅炉钢结构；原则；设计步骤 　　中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　前言 　　锅炉钢结构钢结构工程具有自重小、刚度大、基础造价低、抗震性能好等优点，通常用于高层（超高层）、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。 　　一、锅炉钢结构设计原则 　　近年来，在钢结构设计中经常出现失稳事故，造成严重的人员伤亡与经济损失，主要原因是由于以下两方面造成：由于空间网架、网壳结构等新型钢结构的不断出现，造成相关设计者没有足够的时间去了解掌握这些新型结构的设计；由于钢结构设计者缺乏相关设计经验，关于钢结构和构件的整体稳定性概念理解不够清晰，成为钢结构设计中经常出现的薄弱环节。因此，稳定性成为钢结构设计中一个突出的问题，如果处理不好此类问题，将会造成不可估计的损失。所以根据稳定性问题在实际的钢结构设计中的特点，以及未来更好的保证钢结构设计中构件不会丧失稳定性，设计过程中应严格遵守以下三条基本原则：保证整体结构的细部构造和构件的稳定计算，二者必须相互配合，相互统一；在进行结构布置时，必须从整个体系和组成部分的稳定性要求出发，进行全面考虑；必须保证结构计算简图和实际计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算起着相当关键的作用。 　　二、锅炉钢结构设计步骤 　　1、方案设计 　　广泛开展国内外的文献、资料调研，根据设计输入文件提出的具体要求，明确设计目标，提出总体设计方案。明确工作原理、结构形式、几何尺寸等主要设计参数。 对可能影响总体性能的关键部件设计参数的提出要有依据，如借鉴国内外的设计参数、已有的实验结果、近似计算结果或经验值等。对设计方案在可靠性、可行性、维修性、有效性、适应性、经济性等方面加以分析、比较、开展综合评价，确定最终方案。 　　 2、初步设计 　　在充分考虑??强度、刚度、工艺性、维修性等方面的因素的基础上， 建立关键设计的分析计算模型，开展有关方面的性能计算。 提供设计依据。 根据计算结果改进方案，调整参数。开展技术经济和安全性分析与评估， 特别是对于结构复杂的关键技术要开展详细的分析评估，完成设计报告。 　　（1）钢结构布置形式 　　钢结构主要有框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等结构形式。通常情况下，每个形式都有其独特的特点，因此在选型的时候要结合具体情况充分考虑它们的特点，在面对具体问题时要具体分析。例如，对于那些屋面覆盖跨度较大的建筑时，可以选择以构件受拉为主的悬索或索膜结构；在建筑轻钢工业厂房时，需要有较大的悬挂荷载或移动荷载，此时我们需要选择与之相适应的网架，放弃门式钢架。 　　（2）选择钢结构材料 　　材料选择原则：由于低合金钢（Q345）比碳钢（Q235）稳定性差，但强度高，价格稍贵。一般说来，钢结构杆件按构造要求的较多，刚度控制的也较多，因此，用碳钢（Q235）是合算的；但在强度控制的杆件上选用低合金钢（Q345）是合算的；同时由刚度控制、但强度也有较高要求的杆件，选用其中哪种都是不经济的，这时应选用混用。混用原则：一般情况下按杆件划分或按板厚划分。如按杆件划分，如柱、梁、垂直支撑、顶板次梁等，可采用碳钢（Q235），但对于大板梁、主柱应尽量选用低合金钢（Q345）；如按板厚划分，薄板件可采用碳钢（Q235），而厚板应尽量选用低合金钢（Q345）。但是，无论哪种选择，都应考虑市场的供应情况。 　　（3）截面的选择 　　选取合理的截面尺寸，对于降低锅炉钢结构的重量来说是非常必要的一种手段。针对柱、梁、垂直支撑、水平支撑不同的受力特点，采取不同的措施，最大程度的减小翼缘和腹板的厚度，使各杆件截面的力学性能得到充分利用。对于柱来说，应根据受力的实际情况，调整截面的尺寸，如不采用原有的宽翼缘的断面，而采用拉开的断面；对于梁来说，应灵活调整梁的断面尺寸，比如轴力大集中力小的梁，翼缘宽度应选择宽些，而轴力小集中力大的梁，翼缘宽度应选择窄些；对于垂直支撑，由于有些垂直支撑的轴力过大，采用以往的 W 型系列的工字型截面，致使部分截面的钢板厚度达到了 50 mm，针对垂直支撑垂直受力的特点，截面钢板厚度大于 20 mm 的截面改为箱型截面，端部过渡到工字型，节点连接保持不变。 　　3、技术设计 　　依据初步设计及初步评审结果完成技术设计报告及图纸，对各组件及分组件开展详细的结构设计。在完成关键组件的详细结构设计之后， 还应对其开展必要的性能分析校核。首先根据方案设计确定立柱柱距及运转层平台的布置， 立柱柱距根据锅炉本体及设计院管道位置的载荷要求