电力工程设计手册 火力发电厂结构设计

序言
总前言
前言
第一章 火力发电厂主要工艺系统及建（构）筑物 1
第一节 火力发电主要工艺流程及总平面布置 1
一、火力发电生产工艺流程 1
二、火力发电厂总平面布置及主要建（构）筑物 2
第二节 燃烧和热力系统及其建（构）筑物 5
一、燃烧系统 5
二、热力系统 7
三、主要建（构）筑物 8
四、主厂房优化布置原则 9
五、燃煤电厂主厂房常用布置方案 10
六、燃气-蒸汽联合循环电厂常用的主厂房布置方案 10
第三节 物料输送系统及其建（构）筑物 13
一、运煤系统及其建（构）筑物 13
二、除灰渣系统及其建（构）筑物 14
第四节 电气系统及其建（构）筑物 17
一、电气系统主要子系统 17
二、电气系统主要建（构）筑物 18
第五节 电厂化学系统及其建（构）筑物 19
一、锅炉补给水系统及建筑物 19
二、凝结水精处理系统设备及构筑物 19
三、工业废水处理系统设备及构筑物 19
第六节 循环水系统及其建（构）筑物 20
第二章 工程建设设计阶段的主要工作21
第一节 初步可行性（可行性）研究阶段 21
一、工作范围 21
二、提交成品 21
第二节 初步设计阶段 22
一、工作范围 22
二、提交成品 22
第三节 施工和竣工图设计阶段 23
一、施工图设计阶段工作范围 23
二、施工图阶段提交成品 25
三、竣工图编制 25
第三章 设计基本规定 26
第一节 设计原则 26
一、设计方法 26
二、承载能力极限状态设计 26
三、正常使用极限状态设计 28
四、建（构）筑物的安全等级 29
第二节 主要荷载及作用 29
一、一般规定 29
二、屋面、楼（地）面活荷载 31
三、工艺荷载 38
四、吊车荷载 39
五、风荷载 39
六、雪荷载 48
七、温度作用 48
八、偶然荷载 48
第三节 主要结构材料 49
一、混凝土 49
二、钢筋 50
三、钢材 51
四、连接材料 55
五、材料代换要求 58
第四节 变形及裂缝控制要求 58
一、上部结构变形控制要求 58
二、构件裂缝控制要求 60
第五节 结构耐久性 61
一、混凝土结构 61
二、钢结构62
第六节 抗震设计基本规定63
一、抗震设防分类63
二、结构选型64
三、结构布置要求64
四、抗震等级及抗震构造措施64
五、地震作用计算一般规定65
六、抗震验算66
第四章 地基基础67
第一节 基础类型67
一、基础的分类67
二、基础类型的选择原则67
第二节 基础设计要点68
一、地基基础设计的基本规定68
二、基础埋置深度的确定71
三、地基计算72
第三节 无筋扩展基础的设计77
一、无筋扩展基础特点与设计内容77
二、基础底面尺寸的确定77
三、基础剖面设计77
第四节 独立基础的设计78
一、独立基础计算78
二、独立基础构造要求80
第五节 条形基础的设计83
一、墙下条形基础设计83
二、柱下条形基础设计计算方法83
三、条形基础构造要求85
第六节 片筏基础的设计86
一、片筏基础设计一般规定86
二、片筏基础承载力计算87
第七节 岩石锚杆基础的设计89
一、概述89
二、工程锚杆的分类和构造要求89
三、岩石锚杆基础计算方法90
第八节 桩基础90
一、一般要求90
二、桩基设计计算93
三、电厂桩基选型原则97
第五章 主厂房钢筋混凝土框排架结构98
第一节 一般规定98
一、主厂房布置和结构材料类型98
二、设计流程98
三、设计原则和材料选用98
第二节 结构选型与布置 100
一、燃煤电厂常用的主厂房布置 100
二、燃煤电厂主厂房结构体系选型 104
三、主厂房结构布置原则 104
四、燃机电厂的主厂房选型与布置 106
第三节 整体计算分析 106
一、一般规定 106
二、计算模型 107
三、抗震计算内容和要点 107
第四节 构造要求 109
一、基本构造要求 109
二、抗震构造要求 110
第五节 计算算例111
一、结构布置及特点111
二、设计条件111
三、计算软件及版本111
四、各层楼屋面荷载111
五、弹性阶段结构计算 112
第六章 主厂房钢框排架结构 115
第一节 一般规定 115
一、设计原则 115
二、材料选用 115
三、构件选用 116
第二节 结构选型与布置 116
一、燃煤电厂的主厂房钢结构选型与布置 116
二、燃机电厂的主厂房钢结构选型与布置 121
第三节 整体计算分析 121
一、基本原则 121
二、计算模型和计算简图 123
三、构件抗震计算 123
四、构件的设计计算 124
第四节 构造要求 130
一、钢结构的局部稳定要求 130
二、钢结构抗震的构造要求 130
第五节 节点连接计算 131
一、H 型钢柱的拼接连接 131
二、梁与柱的连接 133
三、梁的拼接 135
四、支撑与梁柱的连接 136
五、柱脚连接 137
第六节 钢-混凝土组合楼层结构 141
一、设计原则 141
二、钢-混凝土组合梁计算 142
三、构造要求 149
第七节 计算算例 149
一、柱的拼接算例 150
二、梁的拼接算例（含抗震设计） 153
三、刚性露出式柱脚的设计 157
四、铰接露出式柱脚的设计 159
第七章 主厂房侧煤仓间结构 161
第一节 一般规定 161
一、布置 161
二、设计流程 161
三、设计内容 167
四、设计原则和材料选用 167
第二节 结构选型与布置 167
一、一般要求 167
二、结构抗震等级 169
三、构件截面参考 170
第三节 整体计算分析 173
一、一般要求 173
二、钢筋混凝土结构计算原则 175
三、钢结构计算原则 177
第四节 钢结构侧煤仓间计算算例 177
一、结构布置及特点 177
二、设计条件 178
三、计算软件及版本 178
四、各层楼屋面荷载 178
五、弹性阶段结构计算 178
第五节 钢筋混凝土侧煤仓间计算算例 180
一、结构特点 180
二、设计条件 180
三、计算软件及版本 180
四、各层楼屋面荷载 181
五、弹性阶段结构计算 181
第八章 汽机房屋面结构 183
第一节 概述 183
一、屋面结构体系类型 183
二、屋面荷载和荷载组合 184
三、工程实例 184
第二节 钢桁架结构 186
一、钢桁架的型式、特点及几何尺寸 186
二、钢桁架的内力计算 187
三、钢桁架构件截面选择 188
四、角钢桁架连接节点和计算 190
五、钢管屋架连接节点和计算 199
六、钢桁架与固、扩端山墙柱的连接 203
七、汽机房屋面钢桁架设计特点 203
第三节 钢桁架屋面的支撑体系设计 206
一、钢桁架支撑布置原则 206
二、支撑的截面设计 209
第四节 网架结构212
一、结构选型212
二、结构计算分析215
三、杆件及节点设计216
四、网架安装221
第五节 实腹钢梁结构及其屋面支撑222
一、实腹钢梁的设计222
二、实腹钢梁屋面支撑设计226
三、实腹钢梁屋面支撑布置实例226
第六节 屋面板及檩条设计228
一、重型屋面板及支承钢次梁的设计228
二、轻型屋面板及檩条的设计230
第七节 屋面钢结构的制作、运输和安装236
一、屋面钢结构的制作236
二、屋面钢结构的运输238
三、屋面钢结构的安装239
第九章 煤斗及吊车梁240
第一节 煤斗240
一、一般规定240
二、结构类型241
三、结构计算242
四、构造要求250
五、矩形钢煤斗数据参考252
第二节 吊车梁253
一、一般规定253
二、结构计算255
三、构造要求260
第三节 工程实例261
一、设计资料261
二、几何特性261
三、煤斗上部竖直段计算262
四、斜斗计算266
第十章 汽轮发电机基础271
第一节 一般规定271
一、主要设计原则271
二、设计步骤273
三、振动荷载274
四、振动控制标准276
五、荷载及荷载组合276
第二节 汽轮发电机基础数模分析278
一、分析模型建模原则279
二、数模动力分析方法279
第三节 汽轮发电机框架式基础281
一、动力计算281
二、静力计算282
三、静变位计算 284
四、构造要求 285
第四节 汽轮发电机弹簧隔振基础 287
一、设计步骤 287
二、弹簧隔振器选型 288
三、顶板结构计算 291
四、施工与安装 292
第五节 计算算例 293
一、汽轮发电机基础实体单元数值模型动力分析算例 293
二、汽轮发电机基础杆系模型分析算例 299
三、汽轮发电机弹簧隔振基础算例 303
第十一章 燃气轮机基础 311
第一节 一般规定 311
一、主要设计原则 311
二、设计步骤 312
三、振动荷载 313
四、振动控制标准 314
五、荷载组合 316
第二节 墙式燃气轮机基础 316
一、基础和模型 316
二、动力计算 317
三、静力计算 317
四、静变位计算 323
五、构造要求 323
第三节 框架式燃气轮机基础 324
一、基础和模型 324
二、动力计算 324
三、静力计算 327
四、静变位计算 327
五、构造要求 327
第四节 计算算例 327
一、概况 327
二、基础和模型 327
三、振动分析 328
四、地震分析 334
五、静变位分析 335
六、结论 337
第十二章 辅助机器基础 338
第一节 一般规定 338
一、辅助机器基础的分类 338
二、基础设计应取得的必要资料 338
三、机器平衡品质等级与扰力及基础振动标准 338
四、大块式基础静力计算 340
五、构造要求 340
第二节 磨煤机基础 341
一、磨煤机的类型 341
二、钢球磨煤机基础设计 344
三、中速磨煤机基础设计 345
四、风扇磨煤机基础设计 345
第三节 汽动给水泵基础 345
一、汽动给水泵 345
二、基础的结构选型及布置 345
三、振动控制标准 346
四、基础尺寸的确定 346
五、基础的静力计算 346
六、汽动给水泵基础的动力计算 347
七、基础的配筋与构造 348
第四节 风机基础 348
一、结构选型及布置 348
二、基础的动力计算 349
第五节 碎煤机基础 350
一、碎煤机的用途及工作原理 350
二、碎煤机基础设计 350
第六节 隔振设计 350
一、隔振理论及设计方法 350
二、隔振设计的原则 352
三、隔振设计应取得的资料 352
四、振动限制要求 352
五、隔振基础构造设计 353
六、隔振材料与隔振元件 353
七、辅机隔振设计实例 354
第十三章 烟囱及烟道支架 365
第一节 一般规定 365
一、一般要求 365
二、设计资料 366
三、电厂烟囱主要工程数据参考 366
第二节 烟囱钢筋混凝土外筒 368
一、荷载及作用 368
二、计算方法 375
三、设计规定 384
四、构造要求 384
第三节 烟囱钢内筒 386
一、自立式钢内筒计算 386
二、悬挂式钢内筒计算 392
三、钢平台结构计算 394
四、构造要求 396
第四节 烟囱玻璃钢内筒 403
一、一般规定 403
二、材料选配 403
三、设计要点 405
四、设计计算 406
五、构造要求 411
第五节 烟道支架 412
一、概述 412
二、荷载 413
三、钢筋混凝土烟道支架结构计算 415
四、钢结构烟道支架计算 416
五、烟道支架结构抗震设计 417
六、烟道支架结构构造 419
第六节 计算算例 419
一、烟囱钢筋混凝土外筒计算算例 419
二、玻璃钢内筒计算算例 434
第十四章 运煤及除灰渣系统建（构）筑物 445
第一节 翻车机室 445
一、工艺系统简介 445
二、结构选型与布置 449
三、结构计算 450
四、构造要求和注意事项 456
第二节 汽车卸煤沟 459
一、工艺系统简介 459
二、结构选型与布置 460
三、结构计算 461
四、构造要求和注意事项 465
第三节 运煤栈桥及廊道 465
一、工艺系统简介 465
二、结构选型及布置 465
三、结构计算 472
四、构造要求 478
第四节 碎煤机室 481
一、工艺系统简介 481
二、结构选型与布置 488
三、结构计算 489
四、其他注意事项 490
第五节 斗轮机基础 490
一、斗轮机的布置及型式 490
二、斗轮机基础的设计 491
三、构造要求 493
第六节 干煤棚网架 494
一、结构选型 494
二、荷载及组合 497
三、结构计算分析 500
四、干煤棚网壳安装 501
第七节 圆形煤场结构 502
一、设计规定 503
二、荷载及组合504
三、整体式圆形煤场挡煤墙结构507
四、分离式圆形煤场挡煤墙结构510
五、整体式预应力圆形煤场挡煤墙结构514
六、球形网壳518
第八节 贮煤筒仓及灰库525
一、工艺系统简介525
二、结构选型与布置526
三、结构计算530
四、构造要求537
第十五章 电气构筑物545
第一节 变压器基础545
一、结构型式545
二、变压器基础计算545
三、变压器贮油坑设计546
第二节 GIS 基础547
一、结构型式547
二、设计要点547
第三节 变电构架548
一、结构选型及设计原则548
二、荷载及荷载组合550
三、结构计算555
四、节点设计及构造要求566
第四节 设备支架572
一、结构型式572
二、荷载和荷载组合572
三、结构计算572
四、构造要求573
第十六章 管道支架574
第一节 一般规定574
一、常用的管道支架结构型式574
二、温度区段规定575
三、结构变形规定575
第二节 管架结构选型与布置576
一、管架结构选型原则576
二、管架结构布置原则577
第三节 计算分析578
一、荷载及荷载组合578
二、结构计算584
第四节 构造要求589
一、钢筋混凝土管架构造589
二、钢结构管架构造589
三、混合结构构造590
第五节 计算算例590
一、刚性管架590
二、柔性管架 592
第十七章 空冷凝汽器支撑结构 594
第一节 一般规定 594
一、基本规定 594
二、荷载及荷载组合 595
第二节 结构选型与布置 596
一、结构选型原则 596
二、结构布置原则 596
三、典型空冷平台结构布置方案 597
第三节 计算分析 598
一、结构计算分析原则 598
二、结构整体分析 599
三、构件设计 599
第四节 构造要求 601
一、基本构造要求 601
二、抗震构造要求 602
第五节 计算算例 603
一、工程概况 603
二、结构布置 603
三、荷载计算及组合 604
四、结构分析及结果 608
附录 616
附录A 火力发电厂土建结构设计常用规范清单 616
主要量的符号及其计量单位 618
参考文献 619