[发明专利]垃圾焚烧发电厂主厂房三肢格构柱结构体系

说明书

垃圾焚烧发电厂主厂房是超高大跨结构，本发明在研究其它结构型式的基础上，公开了一种以三肢格构柱为基础，通过与倒三角桁架刚接形成框架，并辅以缩尺连系桁架、抗风柱为一体的全新结构体系。

技术领域

本发明属于建筑工程领域，具体适用于垃圾焚烧发电厂主厂房或其它类似超高大跨建筑中。

背景技术

生活垃圾焚烧发电厂主厂房有高大的焚烧设备和净化设备，主厂房为单层结构，建筑净高要求40m~50m，结构总跨度要求90m~120m，一般为三连跨，是典型的超高大跨结构。

垃圾焚烧发电厂自1988年在我国建成投产，主厂房结构选型经历了几个阶段的型式演变：①竖向钢筋混凝土结构+网架屋盖；②竖向钢筋混凝土结构 + 倒三角桁架屋盖；③双肢平面柱+网架屋盖（或倒三角桁架）；④四肢格构柱+网架屋盖（或倒三角桁架）。结构型式一直向着更加经济合理的方向发展，但在工程实践中，以四肢格构柱为基础的最新结构体系仍然存在一些问题，如：①屋盖网架与柱铰接，对整体结构抗风性能几乎没有贡献；②连系桁架、抗风柱与主体格构柱之间的尺寸比例关系不协调。本发明很好地解决了上述问题。

发明内容

本发明在研究各结构型式优缺点的基础上，提出一种全新的结构型式，并很好地克服了前述结构型式的缺点。

本发明创新点包括：①采用三肢格构柱；②格构柱与桁架刚接；③柱间连系桁架缩尺设计（仅为柱截面的一半或更小）；

研究表明，在垃圾焚烧发电厂主厂房设计中，采用三肢格构柱与四肢格构柱用钢量相当，而采用三肢格构柱杆件数量减少约25%，减少了加工工作量，空间结构型式更加简洁合理。其原理在于：三肢柱与四肢柱在主轴竖平面内刚度相当；而在弱轴竖平面内多根格构柱与连系桁架形成框架，平面内刚度很大，改四肢柱为三肢柱并不会减小整体结构的刚度，却显著减少了杆件数量，使结构型式更加简洁。两方案对比见表1、表2，其中——方案1：四肢柱+桁架屋盖+等尺寸连系桁架+平面抗风柱，方案2：三肢柱+桁架屋盖+缩尺连系桁架+格构抗风柱。两方案实施例见附图1、附图2。

表1：两方案用钢量比较

注：两方案对比，柱和屋盖桁架用钢量相当，连系桁架缩尺设计、抗风柱由平面双肢柱改为三肢格构柱显著减少了用钢量。

表2：两方案整体刚度比较

注：改抗风柱为三肢格构柱后，其成为框架结构的组成部分，对抗侧刚度稍有贡献。

屋盖桁架与格构柱刚接形成框架，有效限制了钢柱在水平荷载下的侧移。见附图3。

本发明提出缩尺设计柱间连系桁架，其可行性在于：连系桁架相对主柱受力较小，可以大大减小格构尺寸，本发明三肢格构柱能很好地适应这一要求，连系桁架与主柱连接大样见图4。

具体实施方式

垃圾焚烧发电厂主厂房三肢格构柱结构体系实施例见图5；局部视图见图6；竖向结构体系见图7；三肢格构柱柱脚见图8，抗风柱柱脚见图9；屋盖桁架与刚接见图10。

附图说明：

图1：四肢格构柱电厂实施例

图2：三肢格构柱电厂实施例

图3：格构框架在水平荷载下变形

图4：连系桁架与格构柱连接大样

图5：实施例整体结构模型

图6：实施例局部视图

1——主体格构柱，2——屋盖桁架，3——连系桁架，4——抗风柱