CN103362324B - 支承煤斗的支撑-桁架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支承煤斗的支撑-桁架结构，该支撑-桁架结构包括：框架梁，框架柱以及柱间支撑，其中框架梁包括煤斗支承梁、皮带层支承梁以及中间梁，中间梁位于煤斗支承梁和皮带层支承梁之间；框架柱与框架梁相互垂直连接，柱间支撑设置在煤斗支承梁和中间梁之间和/或设置在中间梁和皮带层支承梁之间，煤斗支承梁、中间梁、皮带层支承梁和柱间支撑构成桁架结构。该支撑结构不仅具有很大的竖向承载力，而且具有足够的水平刚度，完全能满足结构体系抵抗水平荷载（地震、风荷载）的需要。

Description

支承煤斗的支撑-桁架结构

技术领域

本发明涉及燃煤电厂煤仓间的煤斗支撑结构，具体地涉及一种支承煤斗的支撑-桁架结构。

背景技术

大容量发电厂的煤斗在满载时总重量达千余吨，位置在主厂房煤仓间标高约35m处。

传统钢结构主厂房中，煤斗支承结构的做法是采用大截面钢梁，并可能采用高强度钢材以进一步提高构件承载力，以这种承载力很大的单个构件来承载煤斗的大荷载。对于这种局部大荷载的支承结构，传统的做法有诸多弊端，包括：①结构体系不合理，巨大的梁端弯矩直接传递给柱，对柱的局部强度、整体稳定均很不利，造成柱设计困难，②于抗震不利，梁刚度过大，甚至远大于柱的刚度，形成“强梁弱柱”，完全不符合抗震概念设计中“强柱若梁”的要求，造成结构体系不协调，③造价高，大截面构件用钢量大，高强钢材价格高，增加了主厂房的造价。

因此煤斗支承结构的设计和选型一直是火电厂主厂房的设计难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支承煤斗的支撑-桁架结构，该结构不仅具有很大的竖向承载力，而且具有足够的水平刚度，完全能满足结构体系抵抗水平荷载（地震、风荷载）的需要。

本发明第一方面提供了一种支承煤斗的支撑-桁架结构，所述支撑-桁架结构包括：

框架梁，所述框架梁包括煤斗支承梁、皮带层支承梁以及中间梁，其中，所述中间梁位于煤斗支承梁和皮带层支承梁之间；

框架柱，所述框架柱与框架梁相互垂直连接；以及

柱间支撑，所述柱间支撑设置在煤斗支承梁和中间梁之间和/或设置在中间梁和皮带层支承梁之间，所述煤斗支承梁、中间梁、皮带层支承梁和柱间支撑构成桁架结构。

在另一优选例中，所述框架梁和框架梁采用螺栓或焊接方式固定连接。

在另一优选例中，所述煤斗支承梁、中间梁和皮带层支承梁分别构成桁架结构的弦杆，所述柱间支撑构成桁架结构的腹杆。

在另一优选例中，所述桁架结构的构件截面为H形、圆形、工字形或箱形。

在另一优选例中，所述中间梁为一根以上。

在另一优选例中，所述煤斗支承梁和皮带层支承梁之间的距离为6－18m。

在另一优选例中，所述支撑-桁架结构包括两根、三根或四根中间梁。

在另一优选例中，所述煤斗支承梁和中间梁之间距离为3－10m。

在另一优选例中，所述皮带层支承梁和中间梁之间距离为2.5－6m。

在另一优选例中，所述中间梁之间的间隔距离为2.5－5m。

在另一优选例中，所述中间梁与中间梁之间设有柱间支撑，所述中间梁和柱间支撑构成桁架结构。

在另一优选例中，所述中间梁构成桁架结构的弦杆，所述柱间支撑构成桁架结构的腹杆。

在另一优选例中，所述桁架结构为钢桁架结构。

在另一优选例中，所述框架梁的跨度为10－20m。

在另一优选例中，所述煤斗支承梁上支承煤斗。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为传统煤斗支撑结构示意图。

图2为本发明的支承煤斗的支撑-桁架结构一种实施方式。

图3为本发明的支承煤斗的支撑-桁架结构另一种实施方式。

图4为本发明的支承煤斗的支撑-桁架结构另一种实施方式。

具体实施方式

发明人经过广泛深入的研究，发现通过在传统的煤斗支撑结构中的煤斗支承梁和皮带层支承梁之间设置若干中间梁，并且在煤斗支承梁与中间梁以及中间梁与皮带层支承梁之间设置柱间支撑，使煤斗支承梁、中间梁、皮带层支承梁和柱间支撑构成桁架结构。将煤斗支撑结构中的框架柱、梁以及柱间支撑组合为一个结构体系，极大改善了煤斗支承大梁乃至整个结构体系的力学性能。在此基础上完成了本发明。

如本文所用，“桁架结构”是指主要承受轴向力的直杆在相应的节点上连接成几何不变的格构式承重结构，一般由弦杆和腹杆组成。本发明所述桁架结构可以根据具体设计及施工需要为不同形式的钢桁架结构。如三角型桁架、梯形桁架、多边形桁架等结构。

如本文所用，“柱间支撑”是指为保证建筑结构整体稳定，提高侧向刚度和传递纵向水平力而在相邻两柱之间设置的连系杆件。常见的支撑型式有：剪刀型、人字型、八字型、V字型、K字型以及组合型。

支承煤斗的支撑-桁架结构

本发明的支撑-桁架结构包括框架梁、框架柱和柱间支撑。其中，框架梁包括煤斗支承梁、皮带层支承梁和中间梁，中间梁位于煤斗支承梁和皮带层支承梁之间。框架梁的跨度为10－20m，煤斗支承在煤斗支承梁上，煤斗支撑结构采用螺栓或焊接方式连接固定。框架柱与框架梁相互垂直连接，柱间支撑设置在煤斗支承梁和中间梁之间和/或设置在中间梁和皮带层支承梁之间，柱间支撑可以使用本领域常用的连系杆件和常见的支撑型式。煤斗支承梁、中间梁、皮带层支承梁和柱间支撑构成桁架结构。

本发明的支撑-桁架结构可包括单层桁架结构、双层桁架结构或多层桁架结构。桁架结构的构件截面为H形或圆形或箱形。

当支撑-桁架结构为单层桁架结构时，即不包含中间梁时，柱间支撑设置在相互平行的煤斗支承梁和皮带层支承梁与框架柱所界定的框架结构平面内。相互平行的煤斗支承梁和皮带层支承梁分别构成桁架结构的上下弦杆，柱间支撑构成桁架结构的腹杆。煤斗支承梁和皮带层支承梁之间的距离为5－12m。

当支撑-桁架结构为双层桁架结构时，即包含一根中间梁时，柱间支撑设置在相互平行的煤斗支承梁和中间梁与框架柱所界定的框架结构平面内，柱间支撑与煤斗支承梁和中间梁共同构成第一桁架结构。其中，相互平行的煤斗支承梁和中间梁分别构成桁架结构的上下弦杆，柱间支撑构成桁架结构的腹杆。煤斗支承梁和中间梁之间距离为5－10m。

柱间支撑同时设置在中间梁和皮带层支承梁与框架柱所界定的框架结构平面内。柱间支撑与中间梁和皮带层支承梁共同构成第二桁架结构。其中，相互平行的皮带层支承梁和中间梁分别构成桁架结构的上下弦杆，柱间支撑构成桁架结构的腹杆。皮带层支承梁和中间梁之间距离为2.5－8m。

当支撑结构为多层桁架结构时，即包含至少两根以上的中间梁时，在相互平行的中间梁与框架柱所界定的框架结构平面内还设置柱间支撑，柱间支撑与相互平行的中间梁共同构成桁架结构，其中，相互平行的中间梁分别构成桁架结构的上下弦杆，柱间支撑构成桁架结构的腹杆。中间梁之间的间隔距离可以相同或不同，通常在3－6m。

与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：

(1)本发明的支撑-桁架结构将框架柱、框架梁以及柱间支撑组合为一个结构系统，不仅具有很大的竖向承载力，而且具有足够的水平刚度，完全能满足结构体系抵抗水平荷载（地震、风荷载）的需要。

(2)在本发明的支撑-桁架结构中，煤斗支承大梁的断面得以大幅减小，从而使其刚度与相连接的柱刚度形成良好匹配，煤斗的大荷载被多个构件分担和传递，在结构中均匀分布，避免了局部构件和节点内力过大的问题。

本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何被提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例

本发明的支承煤斗的支撑-桁架结构设置于发电厂的煤仓间6，包括：框架梁1、框架柱2和桁架结构3。其中，框架梁1包括煤斗支承梁11、皮带层支承梁12和中间梁13，中间梁13位于煤斗支承梁11和皮带层支承梁12之间。框架梁1与框架柱2相互垂直，桁架结构3设置在相互平行的煤斗支承梁11和皮带层支承梁12与框架柱2所界定的框架结构平面内。煤斗4支承在煤斗支承梁11上。

本发明的支撑-桁架结构可以为双层桁架结构，如图2-3所示，支撑-桁架结构包括一根中间梁13，在煤斗支承梁11与中间梁13之间，以及中间梁13与皮带层支承梁12之间分别构建桁架结构3。煤斗支承梁11、中间梁13和皮带层支承梁12分别构成桁架结构的弦杆，在上述各梁之间根据具体需要合理地布置柱间支撑5，构成桁架结构的腹杆。

本发明的支撑-桁架结构也可以为三层桁架结构，如图4所示，支撑-桁架结构包括第一中间梁131和第二中间梁132，在煤斗支承梁11与第一中间梁131之间，第一中间梁131和第二中间梁132之间，以及第二中间梁132与皮带层支承梁12之间分别构建桁架结构3。煤斗支承梁11、第一中间梁131、第二中间梁132和皮带层支承梁12分别构成桁架结构的弦杆，在上述各梁之间根据具体需要合理地布置柱间支撑5，构成桁架结构的腹杆。

在传统的煤斗支撑结构中，煤斗支承梁和皮带层支承梁之间的距离大，从而为煤斗支承梁和皮带层支承梁之间支撑结构的设计带来较大的困难，煤斗支承大梁通常承载的负荷为500t－1500t，传统煤斗支撑结构需要大截面高强度钢梁才能支承重达千余吨的煤斗，而本发明的支撑-桁架结构与传统的煤斗支承结构相比，以一个“结构体系”代替一个“构件”（大截面高强度钢梁），提高了结构设计的合理性，有效改善主厂房结构体系的抗震性能，在相同梁高和相同跨度的情况下，支撑-桁架结构的各杆的截面积远小于传统支承结构钢梁的截面积；用钢量仅需传统结构的70％左右，显著减小用钢量，降低工程造价。

并且巨大的梁端弯矩并不是直接传递给柱，而是通过多个构件加以传递分担，柱的刚度大于梁的刚度，真正符合抗震概念设计中“强柱若梁”的要求。支撑-桁架结构能够承受与传统支承结构相同或比其更大的载荷，在大大减少了钢材的总用量的同时，满足了煤斗支撑结构的载荷计算要求，具有受力能力好、垂直刚度好的优点。而且，本发明支承煤斗的支撑-桁架结构由于将柱、梁和柱间支撑组成了一个结构体系，该结构稳定，各接点之间受力均衡，多根杆将煤斗的巨大质量分布到每根杆上，每根杆所承受的力较小，故可以采用较小截面积的钢杆。因此当煤斗支撑于煤斗支承大梁时，是利用该整体结构体系而不是单独的煤斗支承大梁来承载煤斗的巨大荷载。这种结构体系打破柱间支撑仅用于承载水平力的传统，利用柱间支撑参与承受竖向荷载，与梁、柱共同作用形成一种新型“支撑-桁架”结构系统。

该结构不仅竖向承载力很大，能满足承载煤斗巨大荷载的需要，同时也具有足够的水平刚度，完全能满足结构体系抵抗水平荷载（地震、风荷载）的需要。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种支承煤斗的支撑-桁架结构，其特征在于，所述支撑-桁架结构包括：

框架梁，所述框架梁包括煤斗支承梁、皮带层支承梁以及中间梁，其中，所述中间梁位于煤斗支承梁和皮带层支承梁之间；

框架柱，所述框架柱与框架梁相互垂直连接；以及

柱间支撑，所述柱间支撑设置在煤斗支承梁和中间梁之间和设置在中间梁和皮带层支承梁之间，所述煤斗支承梁、中间梁、皮带层支承梁和柱间支撑构成桁架结构；

所述煤斗支承梁和中间梁之间距离为3－10m；

所述桁架结构为钢桁架结构。

2.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述煤斗支承梁、中间梁和皮带层支承梁分别构成桁架结构的弦杆，所述柱间支撑构成桁架结构的腹杆。

3.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述桁架结构的构件截面为H形、圆形、工字形或箱形。

4.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述中间梁为一根以上。

5.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述煤斗支承梁和皮带层支承梁之间的距离为6－18m。

6.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述皮带层支承梁和中间梁之间距离为2.5－6m。

7.如权利要求4所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述中间梁之间的间隔距离为2.5－5m。

8.如权利要求4所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述中间梁与中间梁之间设有柱间支撑，所述中间梁和柱间支撑构成桁架结构。

9.如权利要求8所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述中间梁构成桁架结构的弦杆，所述柱间支撑构成桁架结构的腹杆。

10.如权利要求1所述的支撑-桁架结构，其特征在于，所述框架梁的跨度为10－20m。