# 选煤厂建筑结构设计规范 GB 50583-2010

中华人民共和国国家标准

选煤厂建筑结构设计规范

Code for design of building and structure of coal mine of preparation plant

GB50583-2010

主编部门:中国煤炭建设协会

批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期:2010年12月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第628号

关于发布国家标准《选煤厂建筑结构设计规范》的公告

现批准《选煤厂建筑结构设计规范》为国家标准,编号为GB 50583-2010,自2010年12月1日起实施。其中第1.0.4、3.2.1、3.2.2、4.0.10、5.2.4、6.1.10(3)、6.4.8、7.2.15、8.2.3条(款)为强制性条文,必须严格执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

二〇一〇年五月三十一日

本规范是根据原建设部《关于印发<2005年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标函[2005]124号)的要求,由中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司会同有关单位共同编制完成的。

本规范共分8章和2个附录。主要技术内容包括总则、符号、建筑设计、荷载、地基与基础、主要生产系统建筑结构、装储运系统建(构)筑物、煤泥水系统构筑物等。

本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国煤炭建设协会负责日常管理,中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司负责具体技术内容解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议寄交中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司《选煤厂建筑结构设计规范》国家标准管理组(地址:北京市西城区安德路67号,邮政编码:100120),以便今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人名单

主编单位:中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 中国煤炭建设协会勘察设计委员会

参编单位:煤炭工业太原设计研究院 中煤西安设计工程有限责任公司 中国建筑科学院建筑材料研究所

主要起草人:李丁 陆清彦 李振民 贾冠华 李玉昌 董继斌 王志杰 万宇

主要审查人:任爱国 朱晓辉 陆桂玖 曹宏 关家祥 张长安 郑捷 王步云 陈志华 刘毅 蒋莼秋 鲍巍超 袁耀明

# 1 总 则

1.0.1  为贯彻执行国家的技术经济政策,选煤厂建筑物和构筑物的设计应做到节约资源、保护环境、技术先进、安全适用、经济合理,制定本规范。

1.0.2  本规范适用于新建、改建及扩建的选煤厂建筑物和构筑物的建筑设计和结构设计。

1.0.3  建筑和结构的设计应根据选煤厂的特点,采用经实践检验的、有可靠保证的新型建筑材料及新结构,不断提高选煤厂建筑和结构设计水平。

1.0.4选煤厂建筑物和构筑物的设计使用年限应为50年,并应与选煤厂服务年限相适应。选煤厂建筑物和构筑物的结构安全等级和建筑抗震设防分类应按表1.0.4的规定采用。

表1.0.4选煤厂建筑物和构筑物的结构安全等级和建筑抗震设防分类

注:1建筑物和构筑物各类结构构件使用期间的安全等级,应与整个结构的安全等级相同,对其中部分构件的安全等级,根据重要程度适当调整,但所有构件的安全等级在各阶段均不得低于三级;

2当设计使用年限超过50年但不大于100年时,其安全等级应适当提高。

1.0.5  选煤厂建筑物和构筑物的设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

# 2 符号

2.0.1  材料性能

——堆料重力密度。

2.0.2  作用、作用效应及承载力

Fc——设备的计算扰力;

F——设备的标准扰力;

V——计算振动速度;

αt——允许速度修正系数;

m——梁上单位长度的均布质量;

mj、mu——梁上的集中质量、梁上单位长度的均布质量;

SEK——水平地震作用标准值效应;

EhK——水平地震作用标准值;

FSK——堆料动压力标准值;

GE——重力荷载代表值;

ƒy——普通钢筋的抗拉强度设计值;

ƒt——混凝土轴心抗拉强度设计值。

2.0.3  几何参数

B——梁的刚度;

E——梁的混凝土弹性模量;

I——梁的截面惯性矩;

l0——梁的计算跨度;

ω——体系的自振圆频率;

dt——仓壁厚度;

dn——圆形煤仓内径;

δ——堆料筒外壁摩擦角;

H——圆柱壳池壁高度;

A——吊车栈桥端面的受风面积;

Bk——吊车大车桥架宽度;

Hk——吊车轨道面至起重机顶端距离。

2.0.4  计算系数及其他

Ψc——组合值系数;

Ψf——频遇值系数;

Ψq——准永久值系数;

KS——抗浮验算安全系数;

Tx——厂房横向自振周期;

Ty——厂房纵向自振周期;

Kd——动力超载系数;

t——累计受振时间;

ƒi1——梁第i频率密集区内最低自振频率;

ƒih——梁第i频率密集区内最高自振频率;

φi1、φih——对于钢筋混凝土结构第i频率密集区的自振频率系数;

ξ——地震效应折减系数;

ΨS——堆料动压力组合系数;

γG——重力荷载分项系数,按本规范第4.0.10条采用;

γEh——水平地震作用分项系数;

γS——堆料分项系数;

γRE——承载力抗震调整系数;

CG、CEh、CS——分别为重力荷载、水平地震作用及堆料动压力的作用效应系数;

λ——圆柱壳的弹性特征系数。

# 3 建筑设计

# 3.1 一般规定

3.1.1  建筑设计应贯彻适用、安全、经济、节能、美观的原则,厂区建筑宜与周围环境相协调。建筑设计应因地制宜、合理布局、符合节地节材的要求。

3.1.2  各生产系统建筑的平面布置除应满足工艺布置的要求外,尚应满足建筑布局的合理性及人员疏散、防火、机电设备检修空间的要求。

3.1.3  厂房建筑设计的立面处理,在满足工艺要求的前提下,应遵循内容与形式上的统一,宜做到体型适度、比例匀称、单体美观、总体协调、重点突出。

3.1.4  厂房建筑竖向布置、平面布置应符合结构概念设计的要求。

3.1.5  厂区内的综合管线宜统筹协调布置。管线支架宜共享,管线布置应整洁美观。

3.1.6  厂房的采光等级宜采用V级。天然采光不足部分,应用人工照明补充。

3.1.7  建筑材料宜采用国家鼓励发展的节能环保材料。

3.1.8  钢结构构件应采取有效防腐蚀措施,对易积灰及不易维护的部位宜采用长效防腐蚀材料和建立清灰制度。

3.1.9  设计生产能力大于或等于1.5Mt/a的选煤厂主厂房宜设客货两用电梯。

3.1.10  化验室主要仪器用房宜北向布置。

3.1.11  空气压缩机房设计应符合下列规定:

1  通风散热要求;

2  室内宜设置隔音值班室;当机房内噪声大于等于70dB时,应采取有效的隔声措施;

3  储气罐应布置在室外,并宜布置在机器间北侧,宜加设顶棚;立式储气罐与机器间外墙的净距,不应影响通风,且不宜小于1m。

3.1.12  空气压缩机房机器间的高度,应符合设备安装起吊和通风的要求。

3.1.13  空气压缩机房机器间通道的净距应符合现行国家标准《压缩空气站设计规范》GB 50029的有关规定。

3.1.14  介质制备车间(介质库)、机修车间应设置供机动车辆通行的水平运输通道。

# 3.2 建筑防火设计

3.2.1选煤厂建(构)筑物的生产类别及耐火等级应符合表3.2.1的规定。

表3.2.1选煤厂建(构)筑物的生产类别及耐火等级

注:凡本表未列入的厂房、库房、民用建筑均应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016及专项防火设计规范确定其生产类别、耐火等级及其防火要求。

3.2.2选煤厂建筑物安全出口的设置应符合下列规定:

1一般建筑物安全出口的设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定;

2,且同一时间的生产人数不应超过15人,总的生产作业人数不超过30人时,可设一个安全出口,其楼梯间不应封闭;

3生产系统的落煤筒、煤仓、转载点,当每层生产作业人数不超过3人,且总生产人数不超过10人时,可用宽度不小于800mm、坡度不大于60°的金属工作梯兼作疏散梯用。

3.2.3  选煤厂建(构)筑物防火设计除应符合本规范外,尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016及各建筑专项防火规范的有关规定。

3.2.4  室内装修材料应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的有关规定。

3.2.5  浮选药剂库的安全距离、防火间距等应满足现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156的有关规定。

3.2.6  浮选药剂库(站)应设置高度不低于2.2m的封闭的非燃烧体实体围墙。

3.2.7  浮选药剂库(站)内的值班室应采用耐火极限大于2.5h非燃烧体墙体和耐火极限大于1h的楼板分隔,其出口应直通室外或疏散走道。

3.2.8  受煤坑(受煤槽)、落煤筒的返煤地道应设置不少于两个安全出口;当设两个安全出口时,应设于地道的两端,且其安全疏散距离不应大于75m。

3.2.9  输送机栈桥纵向安全疏散距离不应大于75m。

# 3.3 建筑安全设计

3.3.1  提升孔洞口、进货口应设活动栏杆。洞孔周边宜设挡水台,挡水台高度不宜小于100mm。设备洞孔周边与设备之间大于150mm时,应采取有效措施进行封堵。在预留设备洞口周边,应设活动栏杆或采用活动盖板封闭。

3.3.2  厂房内栏杆及室外楼梯平台高度小于24m时,栏杆高度不得低于1050mm,且不得超过1200mm。室外楼梯平台高度大于24m时,栏杆高度不得低于1100mm,且不得超过1200mm。

3.3.3  选煤厂主要建(构)筑物室内通道最小宽度应符合表3.3.3的规定。

表3.3.3选煤厂主要建(构)筑物室内通道的最小宽度(m)

注:表中通道宽度距设备运转及固定部分均为突出外缘。

3.3.4  煤泥沉淀池和露天受煤坑吊车梁外侧,全长应设置不小于500mm净宽的走道板,并应沿走道板外侧设栏杆。浓缩池周边走道也应设栏杆。

3.3.5  准备车间、主厂房原煤筛分及浮选部分、干燥车间宜设置机械除尘和机械通风。

3.3.6  当翻车机房、受煤坑地面部分围护时,应设置通风、除尘、防爆、泄爆等设施;原煤系统的煤仓、落煤筒应设置防爆、泄爆、防雷电等设施。

3.3.7  浮选药剂库(站)应采取良好的通风隔热措施及有效的安全保护措施;库房内不宜设置办公室、休息室。

3.3.8  输送机栈桥中的拉紧装置洞孔周边应采取安全防护措施。

# 3.4 建筑环保、卫生设计

3.4.1  厂房内的鼓风机、空气压缩机、离心机、振动筛等高噪声设备周边设有值班室时,应采取隔声降噪措施,值班室内噪声限制值应小于或等于70dB。

3.4.2  厂房的集控室应根据使用要求采取必要的通风、防尘、防噪声措施,并应符合下列规定:

1  门不宜朝向噪声源,若朝向噪声源时宜增设隔声门斗,门应采用隔声门;

2  集控室面向操作场地的观察窗应采用双层固定窗,窗应加密封条;

3  集控室不宜设在振动设备附近及振动设备同跨的上下层;有条件时,宜将集控室在厂房周围单独设置。

3.4.3  经常有人员操作的主要楼层宜设置卫生间。

3.4.4  输送机栈桥宜设置清扫水系统。

# 3.5 建筑节能设计

3.5.1  选煤厂建筑节能设计宜采用新技术、新材料。

3.5.2  主要厂房的屋面应根据当地气象条件分别设置隔热层、保温层。

3.5.3  寒冷或严寒地区的厂房,除应采取正常的保温措施外,尚宜采取以下措施:

1  厂房宜采用双层窗,不宜设带形通窗,控制窗墙比;除固定窗外,窗宜易于开闭;

2  厂房的楼梯间宜封闭;

3  厂房的层间孔洞宜加设活动盖板;

4  外墙门宜采用保温门或采取保暖措施,主要人员出入口宜加设门斗;

5  外露混凝土构件宜采取避免产生冷桥的措施。

3.5.4  厂房内宜采用自然采光。

# 3.6 建筑构造

3.6.1  厂房屋面高度超过8m和高低屋面高差超过4m时,宜采用有组织排水,且宜设置内排水,在严寒地区设外排水时,排水管应采用钢管。其高度可根据当地经验适当降低。

3.6.2  厂房各层楼面应设不小于5‰的排水坡,厂房地面应设不小于10‰的排水坡,坡向应朝地漏或水沟。排水沟宜采用钢筋混凝土结构。厂房地面宜易于清洗。

3.6.3  厂房内的变压器、配电室及集控室宜选择北朝向,应避免阳光直射。

3.6.4  浮选药剂库(站)地面及管沟应采用抗油侵蚀的混凝土结构或采取其他防护措施。

3.6.5  空气压缩机房机器间宜采用混凝土地面,其表面应抹平压光。

3.6.6  空气压缩机房机器间通向室外的门,应保证安全疏散、便于设备出入和操作管理。

3.6.7  介质制备车间(介质库)中的介质添加池宜和主体结构分开。添加池宜采用混凝土结构。介质添加池表面应粘贴耐磨内衬,地面应采用耐磨混凝土,其表面应抹平压光,厚度应能满足通行车辆的碾压。

# 4 荷 载

4.0.1  选煤厂中的建(构)筑物荷载可分为下列三类:

1  永久荷载,宜包括结构自重、土压力、预应力、固定设备自重等;

2  可变荷载,宜包括楼面活荷载、屋面活荷载、堆(储)料荷载、设备产生的动荷载及设备中的物料荷载、管道荷载、车辆荷载、温度作用、水压力、吊车荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、地震作用等;

3  偶然荷载,宜包括爆炸、生产事故的荷载等。

4.0.2  一般情况下,给出的荷载应为标准值。

4.0.3  选煤厂中的建(构)筑物楼面均布活荷载应按表4.0.3的规定采用。

表4.0.3选煤厂中的建(构)筑物楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

注:1  第2项仅适用于标准轨距铁路受煤坑,其他受煤坑按实际发生荷载计算;

2  车间中的客货电梯前室活荷载可按实际情况下的荷载计算;

3  带式输送机栈桥中的垂直拉紧装置间应按实际发生荷载计算,链板机栈桥楼面活荷载可参照带式输送机栈桥楼面活荷载;

4  安装孔周围的梁,应按本层最大起重量作用在跨中进行计算,框架计算时可不计。

4.0.4  屋面局部有设备时,该部分均布活荷载取值应按同车间楼面活荷载采用,在此情况下,可不另计屋面活荷载或雪荷载。

4.0.5  进行结构计算时,动荷载的计算应按本规范有关规定进行;有经验时,也可用设备荷载(自重加物料)乘以动力系数进行结构强度及稳定计算。

4.0.6  堆(储)料荷载应按实际情况计算。

4.0.7  厂房内煤泥水管道直径大于或等于250mm时,介质管道直径大于或等于150mm时,应计算其荷载,其他可不计入。厂区中管道支架上的管道荷载应按实际情况计算。

4.0.8  各生产厂房进出车辆荷载应按实际情况计算。

4.0.9  选煤厂建(构)筑物的荷载效应组合除应符合本规范的规定之外,尚应符合现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153、《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《构筑物抗震设计规范》GB 50191、《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077的有关规定。

4.0.10基本组合的荷载分项系数,应符合下列规定:

1永久荷载的分项系数应符合下列规定:

1)当永久荷载效应对结构不利时,由可变荷载效应控制的组合,永久荷载分项系数应取1.2;由永久荷载效应控制的组合,永久荷载分项系数应取1.35;

2)当其效应对结构有利时,正常情况下永久荷载分项系数应取1.0;结构的倾覆、滑移或漂浮验算,永久荷载分项系数应取0.9;抗浮验算时,地下水浮力荷载分项系数应取1.0。

2可变荷载的分项系数应符合下列规定:

1)正常情况下,可变荷载的分项系数取1.4;

2的屋楼面的活荷载分项系数取1.3;

3)设备中的物料的可变荷载的分项系数取1.4;

4)堆(储)料荷载的分项系数取1.3;

5)静水压力荷载的分项系数取1.2,动水压力荷载的分项系数取1.3;

6)温度作用荷载的分项系数取1.0;

7)安装检修荷载的分项系数取1.3。

4.0.11  基本组合的可变荷载组合值系数 Ψc可按下列规定取用:

1  与风荷载组合时,取0.85;

2  屋面均布活荷载组合时,取0.7(不应与雪荷载同时组合);

3  与雪荷载组合时,取0.7(不应与屋面均布活荷载同时组合);

4  与设备荷载组合时,取1.0;

5  与堆(储)料荷载组合时,取1.0;

6  与水(煤泥水)压力组合时,取1.0。

4.0.12  选煤厂常用的吊车,除受煤坑的卸煤机、介质准备车间的吊车及煤泥沉淀池中的抓斗应为A4级外,其余为A1级~A3级。

4.0.13  煤、矸石、煤泥水、介质等物料的重力密度,应根据试验分析确定,无资料时可按表4.0.13采用。

表4.0.13物料重力密度

注:1  表中项次1、2、3、4、8的重力密度不含水重,采用时应按散料的实际含水量进行修正;

2  项次1~6均为松散密度,项次7为实际重力密度。

# 5 地基与基础

# 5.1 一般规定

5.1.1  地基基础设计前应进行岩土工程勘察,勘察的内容应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。基础型式应根据岩土工程勘察报告、建(构)筑物的功能要求和结构型式、现场施工条件综合确定。

5.1.2  地基基础设计等级应按表5.1.2选用。

表5.1.2地基基础设计等级

注:1  厂房局部突出时,其最高部分虽已超过40m但突出部分长度不超过长向的1/3(包括1/3)时可不按甲级计算;

2  高度超过30m的栈桥支架可按乙级计算。

5.1.3  地基基础设计采用的荷载效应组合应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

5.1.4  建(构)筑物地基基础设计应符合下列规定:

1  建(构)筑物基础应进行承载力计算;

2  按本规范表5.1.2所列地基基础设计等级为甲级、乙级的建(构)筑物,应作变形验算,丙级建(构)筑物有下列情况之一时,应作变形验算:

1) 基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;

2) 软弱地基或湿陷性黄土等复杂地墓条件;

3) 基础下分布有软弱下卧层时;

4) 相邻建(构)筑物距离过近,可能发生倾斜时;

5) 地下水位近期内变化较大时;

3  位于斜坡或边坡附近的建(构)筑物应验算其稳定性;

4  地下水位埋藏较浅、地下建(构)筑物存在上浮可能时,应进行抗浮验算。

5.1.5  地基基础设计应考虑相邻建(构)筑物的影响。新建建(构)筑物基础埋深不宜大于原有建(构)筑物基础。当基础埋深大于原有建(构)筑物基础埋深时,两基础间应保持一定净距,距离应根据原有建(构)筑物荷载大小、基础形式和土质情况确定。

5.1.6  基础的埋置深度应结合建(构)筑物功能、工程地质和水文地质条件确定,并应符合下列规定:

1  在满足地基承载力、地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,除岩石地基外,深度不宜小于0.5m;

2  基础宜埋置在地下水位以上。当必须埋在地下水位以下时,应采取地基土在施正时不受扰动的措施;

3  基础宜埋置在冻胀土以下;

4  在冻胀土中的建筑构件,应采取防冻害措施;

5  当基础埋置在易风化的岩层上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。

5.1.7  同一建(构)筑物不宜埋置在不同的土层上,同一建(构)筑物不宜采用两种以上基础形式。

5.1.8  建(构)筑物宜避开采空区布置。无法避开时,应由专业部门对整个场地作出采空区稳定性及建筑适宜性评价。

5.1.9  符合下列条件之一的选煤厂建(构)筑物在施工期间应进行沉降观测:

1  复杂的软弱地基条件下的建筑;

2  按规定需进行地基变形计算的建筑;

3  经过地基处理的建筑。

5.1.10  对沉降有严格要求的建(构)筑物,在使用过程中应继续进行沉降观测。

5.1.11  地下水及土对混凝土有侵蚀性时,应根据侵蚀等级采取相应的防腐蚀措施。

# 5.2 地基基础计算

5.2.1  地基基础设计时,荷载效应的最不利组合及其相应的抗力值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定采用。

5.2.2  所有建(构)筑物均应满足地基承载力计算的有关规定。

5.2.3  地基受力层范围内有软弱下卧层时,应进行软弱下卧层验算。

5.2.4地下水埋藏较浅时,地下式箱体结构应按荷载基本组合进行抗浮验算。对抗浮力有利的永久荷载分项系数应取0.9;抗浮验算中的地下水浮力荷载分项系数应取1.0。

5.2.5  建(构)筑物的地基变形允许值,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定采用。

5.2.6  对经常受水平荷载作用的建筑结构,当基础周围的土为软至中等压缩黏性土时,应验算地基稳定性。

地基稳定性应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行验算。对结构有利的永久荷载分项系数应取0.9,对结构不利的永久荷载分项系数应取1.2。

# 5.3 软弱地基

5.3.1  软弱地基设计时,应对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析,并应考虑上部结构和地基的共同作用,确定建筑、结构应采取的措施和地基处理方法。

5.3.2  软弱地基可采用换填垫层、机械压(夯)实、堆载预压或复合地基等方法进行处理。

5.3.3  主要建(构)筑物不宜以矸石地基作为地基持力层。

5.3.4  储量较大的筒仓在使用初期应控制加载速率,掌握加载、卸载间隔时间或调整储料荷载的分布。

5.3.5  单层厂房、露天车间和单层仓库的设计,当遇有大面积堆载时,应计入由于地面荷载所产生的地基不均匀变形及其对上部结构的不利影响。

# 5.4 湿陷性黄土地基

5.4.1  湿陷性黄土地区选煤厂的建(构)筑物,应按国家现行标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025和《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定进行地基处理,并应采取合理的建筑、结构措施。场地应作好排水。

5.4.2  根据地基受水浸湿的可能性大小和浸湿后产生的后果以及使用上对不均匀沉降限制的严格程度,湿陷性黄土地区选煤厂的主要建(构)筑物可按表5.4.2作重要性分类。

表5.4.2湿陷性黄土地区建(构)筑物重要性分类

5.4.3  湿陷性黄土地基上的建(构)筑物,地基处理应符合下列要求:

1  甲类建(构)筑物应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性土层;

2  乙类、丙类建(构)筑物,应消除地基的部分湿陷量;湿陷量的处理厚度及处理范围应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定采用;

3  自重湿陷性场地上且地基基础设计等级为甲、乙级的建(构)筑物,应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性土层;

4  湿陷性黄土地基上的主要或大型设备基础,应采取与建(构)筑物一致的地基处理措施;

5  消除湿陷性黄土地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性黄土层确有困难时,应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定采取建筑、结构措施。

5.4.4  湿陷性黄土地基的处理可采用垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法或其他方法。

5.4.5  湿陷性黄土地基承载力应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定采用。

5.4.6  湿陷性黄土地基进行变形验算时,其变形计算和变形允许值,应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定。

5.4.7  在雨期、冬期施工中,应采取防雨和防冻措施。

# 5.5 山区地基

5.5.1  选煤厂建(构)筑物应避开崩塌、滑坡、泥石流、内涝低洼、岩溶土洞发育、地陷、地裂及断裂通过地段。

5.5.2  建(构)筑物基础应结合下卧基岩情况,合理选择基础型式。对于有局部岩溶、土洞的地基应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定处理。

5.5.3  山区中暗沟(槽)、暗塘、冲沟等欠固结的地基,不应用作天然地基。

5.5.4  位于斜坡地段的主要建(构)筑物,当边坡整体稳定时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定验算基础外边缘至台阶边缘的安全距离。并应考虑邻近建(构)筑物的高陡边坡滑塌的可能性,各建(构)筑物的安全距离应合理确定。

5.5.5  在山区建设选煤厂时,应充分利用和保护天然排水系统及山地植被。

5.5.6  在建设场区内,如存在可能滑坡的地段,应采取可靠的预防措施。

# 6 主要生产系统建筑结构

# 6.1 一般规定

6.1.1  主要生产系统建筑物的布置应综合考虑工艺要求、地形、岩土工程条件和结构合理性等因素,并经技术经济比较后确定。

6.1.2  厂房的结构类型和结构体系应根据工程特点、施工条件经技术比较后确定。并应符合下列规定:

1  厂房结构宜采用钢筋混凝土结构或钢结构,也可采用型钢混凝土组合结构或钢管混凝土结构;

2  厂房的结构体系宜采用框架结构、框排架结构或排架结构。

6.1.3  在地震设防地区,选煤厂厂房布置除应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011及《构筑物抗震设计规范》GB 50191的规定外,尚宜满足下列要求:

1  厂房体型宜简单、规则、整齐,避免高低错落,凹进凸出,相邻层间高度不宜相差过大,不宜错层布置。

2  在同一结构单元内宜采用统一的柱网尺寸,框架中不宜出现短柱,各层框架梁宜贯通。凸出屋面部分结构宜与厂房主体结构相同。

3  在满足工艺要求的条件下,应减少缓冲仓、循环水箱、清水箱的容积。缓冲仓可采用钢结构,水箱壁不宜与框架整体相连。

4  设备平台不宜与框架柱或排架柱相连。

6.1.4  结构布置应加强厂房的横向刚度,并应使结构受力明确,荷载传递路径简捷。

6.1.5  对大空间的屋面结构,可采用桁架或钢网架,桁架或钢网架的支座中心宜与支承构件(梁、柱)中心重合,且宜加强周边构件的侧向刚度。屋面板宜采用轻质保温隔热板材。

6.1.6  动力设备下应布置梁。当设备设置在单根梁上时,应避免梁受扭;当设备由两根梁共同承担时,梁的轴线宜与设备和机座的总质心对称,两根梁的动力特性宜相近。对于等效均布荷载小于4kN/m2的小型设备,可直接布置在楼板上。

6.1.7  振动设备布置宜符合下列规定:

1  垂直振动为主的设备宜布置在梁的支座和柱子附近;

2  水平振动为主的设备宜布置在梁的跨中部位,并应使扰力沿梁的轴线方向作用;

3  跳汰机的水平振动频率应控制在厂房结构的自振频率以下;

4  厂房中布置有振动筛、跳汰机或摇床时,宜使其扰力方向与承重结构水平刚度较大的方向一致。

6.1.8  压滤机、过滤机、振动筛等大型设备跨越柱网轴线布置时,设备下的框架梁应贯通布置。

6.1.9  厂房内的破碎机、离心脱水机和大型振动筛的支承结构应有足够的刚度,支承梁除应满足承载力、变形等要求外,尚应满足垂直振动的要求。颚式破碎机应采用独立的支承结构。钢结构厂房内布置有卧式离心脱水机时,应在其支承结构的相关部位增设垂直、水平支撑结构。

6.1.10  主厂房内捞坑或角锥池的支承方式应符合下列规定:

1  工艺布置允许时,应将其与主体结构脱开,支承在独立基础上;

2  不具备独立支承条件时,可将其吊挂于主体结构的梁上;

3严禁将两种支承方式混合使用。

6.1.11  采用花纹钢板或钢格板楼面的钢结构厂房,除花纹钢板或钢格板楼面应与楼面钢粱可靠连接外,尚应增设楼面水平支撑。对7度(含7度)以上的抗震设防区或布置有振动设备的楼面,宜采用钢筋混凝土现浇楼盖。当楼面开孔较大时,应增设楼面水平支撑。

6.1.12  钢结构厂房中一般构件的现场连接,宜采用高强螺栓摩擦型连接;对重要的连接与拼接,应选用栓-焊连接。

6.1.13  干燥车间加热炉体结构与厂房主体结构应脱开。支承炉体的受力构件应进行耐热设计。

6.1.14  需要进行改造的既有厂房,应按照现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153及《工业厂房可靠性鉴定标准》GB 50144进行可靠性鉴定。

6.1.15  既有厂房结构的加固设计,应按现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367和钢结构加固的有关规定执行。

6.1.16  厂房改造需要增加楼层时,加层部分结构宜与原厂房主体结构相同,墙体宜采用轻质板材。局部增加一层时,局部突出屋面的结构可采用轻钢结构,围护宜采用轻质板材。

# 6.2 结构计算

6.2.1  厂房结构进行内力和位移计算时,所选用的结构分析模型以及分析时采用的简化处理和计算假定,应符合结构的实际工作情况。

6.2.2  厂房结构的内力与位移,应按弹性方法计算。结构宜采用空间结构分析程序进行计算分析。结构分析所采用的计算程序应经鉴定和验证,其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。对计算结果,经分析判断确认其合理及有效后,方可用于工程设计。

6.2.3  在内力与位移计算中,楼板一般可假定在其自身平面内为刚度无限大。当楼面有较大的开洞或缺口、楼面宽度狭窄,或者楼面的整体性较差时,应对采用刚性楼面假定的计算结果进行修正,或采用楼板面内为弹性的计算方法。

6.2.4  厂房结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,按使用工况满足承载力、稳定、变形、抗裂等要求。对直接承载大型动力设备的构件,应进行抗疲劳验算。

6.2.5  结构的永久荷载与可变荷载应分别计算。在重型设备区域内楼面均布活荷载在计算中应予扣除;在设备等效均布活荷载小于4kN/m2的小型设备区域,可按楼面活荷载计算,不再计入设备荷载。

6.2.6  由设备产生的跨间水平荷载,应按设备中线至相邻两轴线距离的反比分配到框架上。

6.2.7  厂房内的缓冲仓、矸石仓、捞坑、角锥池及水池等与框架结构整体相连时,梁柱的线刚度应计入仓(池)壁刚度的影响。

6.2.8  当厂房的长度超过现行规范允许的伸缩缝最大间距时,结构应进行温度作用计算。如有充分依据和可靠措施,伸缩缝最大间距可适当增大。

6.2.9  对承受动荷载的结构应进行振动计算。有充分依据时,结构承载力计算可将设备和物料的荷载乘以动力系数后,按静力计算。

6.2.10  进行振动计算的结构构件,应以静内力和动内力的不同组合验算其承载力和变形。

6.2.11  作用在梁上用于设备检修的荷载或吊环荷载,在柱与基础计算中可不计入;在次梁和主梁计算中,提升场地、检修场地的荷载,应按安装或检修场地的楼面活荷载取值,柱与基础计算时可按相应厂房的楼面活荷载取值。

6.2.12  提升孔周围的梁,应按本层最大起重量作用在梁上产生的弯矩、剪力影响线的最大值进行计算,但框架计算时可不计入。

6.2.13  按动力系数法计算结构内力时,在主梁计算中,作用在次梁上的设备荷载和直接作用在主梁上的设备荷载均应计入,在柱与基础计算中则可不予计入。

6.2.14  对于体型不规则的框排架结构,应计及扭转、位移对结构产生的不利影响。

# 6.3 结构动力分析

6.3.1  选煤厂的主要动力设备频率可按表6.3.1的规定进行分类。

表6.3.1选煤厂的主要动力设备频率分类

6.3.2  在动力计算中,振动设备产生的扰力,应按下列规定采用:

1  计算振幅时,应采用标准扰力;

2  计算动内力时,应采用计算扰力;设备的计算扰力可按下式计算:

        (6.3.2)

式中:Fc——设备的计算扰力(kN);

F——设备的标准扰力(kN);

Kd——设备动力超载系数,可按表6.3.2采用。

d

6.3.3  当设备操作人员在8h内间歇地受同强度的稳态振动时,操作区的最大振动速度应满足下式要求:

        (6.3.3)

式中:υ——计算振动速度(mm/s);

αt——允许速度修正系数,可根据每班累计受振时间t,按图6.3.3确定,若有经验时可适当提高;

[υ]——每班连续8h受稳态振动的操作区的允许振动速度(mm/s),可按表6.3.3采用。

图6.3.3  允许速度修正系数

表6.3.3操作区的允许振动速度

6.3.4  每班在操作区内的累计受振时间t,应按下式计算:

          (6.3.4)

式中:t——累计受振时间(h);

ti——第i次受振时间(h);

n——每班内在操作区停留的次数。

6.3.5  承重结构的动力计算应按下列顺序进行:

1  确定在不同工作状态下由设备产生的动力荷载;

2  选择结构构件的计算简图;

3  计算结构的自振频率并确定结构的振型;

4  计算结构的振动速度和位移;

5  确定结构内力的幅值(弯矩、剪力),并进行构件承载力计算。

6.3.6  计算结构的强迫振动时,钢筋混凝土结构的阻尼比ξ可取0.05,钢结构的阻尼比ξ可取0.03。

6.3.7  钢筋混凝土肋形梁的截面(弯曲)刚度,可按下式计算:

          (6.3.7)

式中:B——梁的刚度(N·m2);

E——粱的混凝土弹性模量(N/m2);

I——梁的截面惯性矩(m4)。

6.3.8  现浇钢筋混凝土肋形楼盖中的梁截面惯性矩,宜按T形截面计算,其翼缘宽度可取梁的间距,但不应大于梁跨度的1/3。

6.3.9  当设备基座与梁有可靠连接时,宜计及设备机座对梁刚度的影响。

6.3.10  计算结构的自振频率时,楼盖和楼盖上的质量应按下列规定采用:

1  取结构和设备自身的全部质量;

2  楼盖上的临时质量和设备上的物料质量应按实际情况采用。

6.3.11  梁的自振频率,应按下列公式计算:

式中:i——频率密集区的顺序,i=1,2,…;

ƒi1——梁第i频率密集区内最低自振频率(Hz);

ƒih——梁第i频率密集区内最高自振频率(Hz);

m——梁上单位长度的均布质量(kg/m),当有集中质量时,应按本规范第6.3.13条的规定计算;

l0——梁的计算跨度(m),取梁支座中心间的长度;

φi1、φih——对于钢筋混凝土结构第i频率密集区的自振频率系数,可按本规范附录A确定。

6.3.12  计算梁的竖向振动时,其自振频率计算值应按下列公式计算:

式中:——梁第i频率密集区内最低自振频率计算值(Hz);

——梁第i频率密集区内最高自振频率计算值(Hz)。

6.3.13  当梁上有均布质量和集中质量时,对于单跨梁和各跨刚度相同的等跨连续梁,应按下式将集中质量换算成均布质量:

          (6.3.13)

式中:mu——梁上单位长度的均布质量(kg/m);

mj——梁上的集中质量(kg);

j——集中质量数1~n;

n——集中质量总个数;

kj——集中质量换算系数,可按本规范附录B采用。

6.3.14  计算结构的水平振动时,宜采用空间结构分析程序进行计算分析;当条件不具备时,亦可按单榀框架进行计算分析,计算简图可按下列规定选取:

1  可将厂房结构按框架划分为若干个彼此独立的计算单元;

2  可以采用与楼盖和屋盖数目相应的自由度体系。

6.3.15  梁的垂直振动位移和速度及建筑结构的水平振动,可按国家现行有关标准进行计算,计算时可不计及两者之间的相互影响。

6.3.16  对承受动力荷载的结构,当其自振频率或振动位移(计算振幅)满足下述条件时,可不进行动内力计算,但应按动力系数法对结构进行静力计算:

1  梁第一频率密集区内最低自振频率计算值大于设备的扰力频率;

2  梁与柱的最大振动位移扣除支座位移后不超过自身长度的1/40000。

# 6.4 构造规定

6.4.1  钢筋混凝土结构厂房宜采用砌体围护,有条件时可采用轻钢檩条轻质保温板材围护;钢结构厂房宜采用轻钢檩条轻质保温板材围护。

6.4.2  厂房结构材料的选取宜符合以下规定:

1  钢筋混凝土结构厂房承重结构的混凝土强度等级不宜低于C25;

2  钢结构厂房的钢材牌号及质量等级:对于承受静载及间接动荷载的一般承重结构不应低于Q235B;重要承重结构及直接承受动荷载的结构不应低于Q235B,并应具有冷弯试验的合格保证;承重结构和构件不得采用沸腾钢。

6.4.3  冬期施工的厂房承重结构的混凝土中,不得采用氯盐或含氯盐的复合早强剂作为防冻、早强的掺和料。

6.4.4  厂房的伸缩缝、沉降缝、防震缝应根据建筑体型、地基条件、荷载差异和地震烈度综合确定,在抗震设防区伸缩缝与沉降缝的宽度应满足防震缝的要求。沉降缝应贯通基础和上部结构,当防震缝不作为沉降缝时,防震缝应在地面以上沿全高设置,基础可不设置防震缝。

6.4.5  钢筋混凝土结构厂房长度超过现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的伸缩缝最大间距的规定且无条件设置伸缩缝时,除应进行温度作用计算外,尚应采取抵抗温度应力和混凝土干缩的可靠技术措施。

6.4.6  在寒冷和严寒地区,厂房地梁位于季节性冻土层时应采取防冻胀构造措施。

6.4.7  厂房内隔墙 、填充墙应按有关要求设置拉结钢筋与梁、柱等构件柔性连接。

6.4.8厂房内的楼梯不得支承在填充墙上。

6.4.9  在严寒地区,车间的外露或局部外露的缓冲仓应采取防冻保温措施。

6.4.10  振动设备较集中的钢筋混凝土楼面,楼板厚度宜采用板跨度的1/15~1/18,且不宜小于120mm。楼板上较大洞口周边应加设小梁。

6.4.11  动力设备作用下的现浇钢筋混凝土楼板宜采用连续式配筋。钢-混凝土组合楼盖的梁板之间应有可靠的连接。

6.4.12  受腐蚀介质侵蚀的厂房,应根据腐蚀介质及其对厂房的作用条件,结合所在环境及自然因素等采取相应防腐蚀措施,并应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。

# 7 装储运系统建(构)筑物

# 7.1 一般规定

7.1.1  翻车机房结构型式及结构体系应符合下列规定:

1  地上部分宜采用钢筋混凝土排架、框排架结构或轻钢门式刚架结构;

2  地下部分宜采用钢筋混凝土筒形结构;

3  屋面结构的选型应按翻车机的安装方式确定;

4  排架与箱体(筒体)可自成结构体系,亦可在箱体(筒体)上端采取相应的结构支承排架,结构型式应结合岩土工程条件经技术经济比较后确定。

7.1.2  受煤坑(槽)建筑、结构型式及结构体系应符合下列规定:

1  受煤坑(槽)屋盖高度应满足铁路建筑限界或自卸车卸煤高度的要求;当设有螺旋卸煤机时,卸煤机提起后的最低高度应满足铁路建筑限界的要求;

2  受煤坑(槽)的地上部分宜采用钢筋混凝土排架、框排架结构或轻钢门式刚架结构;地下部分宜采用带浅仓(漏斗)的钢筋混凝土箱形结构。

7.1.3  堆取料机储煤场的堆取料机基础,根据不同的地质条件可采用钢筋混凝土或素混凝土条形基础。

7.1.4  落煤筒储煤场的落煤筒应采用钢筋混凝土结构,卸料口布置应符合下列规定:

1  卸煤口沿落煤筒高度方向在直径两端应呈90°交错布置;

2  上下层卸料口的净距不宜小于筒体周长的1/2;

3  每一卸料口的圆心角不宜大于40°,且卸料口宽度不宜小于1.0m。

7.1.5  储煤场宜采用封闭结构。储煤场的顶盖及围护墙宜采用轻质材料;跨度较大时,宜采用拱架、网架或网壳。

7.1.6  煤仓的平面布置和结构选型,应根据工艺、地形、工程地质和施工等条件,经技术经济比较后确定。

7.1.7  煤仓的平面形状,宜采用圆形。圆形群仓应采用仓壁和筒壁外圆相切的连接方式,平面布置宜采用矩形或三角形。直径大于或等于18m的圆形煤仓,宜采用独立布置的形式。

7.1.8  当圆形煤仓的直径小于或等于12m时,宜采用2m的倍数;大于12m时,宜采用3m的倍数。

7.1.9  抗震设防烈度为6度和7度时,直径大于或等于12m的圆形煤仓,其仓顶不宜布置大型振动设备。抗震设防烈度为8度和9度时,其仓顶均不应布置大型振动设备。

7.1.10  跨越铁路专用线且列车限速5km/h的筒仓,其仓下洞口或柱子的内边缘距铁道中心线的距离不得小于2m,其他尺寸应满足现行国家标准《标准轨道铁路建筑限界》GB 146.2中“建限-2”的规定,且仓下应设躲避所。

7.1.11  煤仓的仓壁、筒壁及角锥形漏斗壁宜采用等厚截面,其厚度除按下列规定外,尚应按裂缝控制验算确定:

1  直径等于或小于15m的圆形煤仓仓壁厚度:

        (7.1.11)

式中:dt——仓壁厚度(mm);

dn——圆形煤仓内径(mm)。

2  直径大于15m的圆形煤仓仓壁厚度应按抗裂计算确定;

3  矩形煤仓仓壁厚度可采用短边跨度的1/20~1/30;

4  角锥形漏斗壁厚度可采用短边跨度的1/20~1/30。

7.1.12  直径大于或等于24m的深仓仓壁,宜采用预应力或部分预应力混凝土结构。

7.1.13  输送机栈桥应根据工业场地地形、场地布置、地震烈度使用功能、跨度及高度等情况采用钢筋混凝土结构、钢结构或砌体结构。地道可采用钢筋混凝土箱形结构或砌体结构,有抗震设防要求或有地下水时宜采用钢筋混凝土箱形结构。

7.1.14  输送机栈桥的支承结构不宜布置在煤场中,无法避开时,宜采用圆形截面,且应计入煤堆的侧压力;支承结构宜采用可靠的防护措施,并应采取防止推煤机碰撞的措施。

7.1.15  输送机栈桥、地道中垂直于输送机栈桥楼板斜面的净高不应小于2.2m,当为拱形结构时,其拱脚高度不应小于1.8m。人行道和检修道的坡度大于5度时应设防滑条,坡度大于8度时应设踏步。

7.1.16  受煤坑(受煤槽)、落煤筒的返煤地道应设置安装孔、通风孔。安装孔、通风孔和安全出口可合并设置。地道设计应采取通风、排水和防火措施。

7.1.17  受煤坑(槽)、地道长度超过30m时应设伸缩缝,当有可靠设计经验或进行温度计算时可适当放宽。

# 7.2 结构计算

7.2.1  翻车机房车道板(梁)及受煤坑(槽)车道梁的活荷载应按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1的“中-活载”标准荷载及与其有关的荷载系数进行计算。

7.2.2  翻车机房、受煤坑及储煤场的地下结构应计入土压力、地下水压力及浮力,并与活荷载和结构自重进行最不利组合。

7.2.3  在水平力作用下,翻车机房、受煤坑及储煤场地下结构的各层楼、底板可作为支点。

7.2.4  堆取料机活荷载的动力系数应取1.1,活荷载准永久值系数应取0.6;基础可不作疲劳验算。

7.2.5  落煤筒筒内储料所产生的侧压力、竖向压力及摩擦力应按现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077中有关深仓的规定进行计算;筒壁外堆料所产生的侧压力应按主动土压力公式计算;筒壁外侧所产生的摩擦力可按下式计算:

(7.2.5-1)

式中:Pf——筒壁外侧所产生的摩擦力;

Ph——筒壁外堆料所产生的侧压力,应按现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077中的规定取用;

注:重力密度取自然堆积密度,应按本规范4.0.13条的规定取用。

δ——堆料筒外壁摩擦角。

7.2.6  落煤筒的筒体结构和基础应按下列四种工况计算:

1  筒内满载,外部料堆完整,结构自重,楼面及屋面活荷载,输送机栈桥的永久荷载、可变荷载、胶带拉力,筒身外露部分及相连接的输送机栈桥的风荷载或地震作用;

2  筒内满载,除60°角的扇形面积外,料堆其他部分完整,其他与第1款相同;

3  筒内满载,外无堆料,沿落煤筒全高作用的风荷载或地震作用,其他与第1款相同;

4  筒内卸空,外部料堆完整,其他与第1款相同。

注:在落煤筒的承载力计算中应计入风载及胶带拉力的偏心影响。

7.2.7  本规范7.2.6条的四种工况中,除楼、屋面活荷载(包括落煤筒及输送机栈桥)的荷载组合值系数应取0.7外,其他可变荷载组合值系数均应取1.0。

7.2.8  落煤筒抗震计算应符合下列规定:

1  落煤筒应进行水平地震作用和作用效应计算,地震影响系数应按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191规定的抗震计算水准B确定;

2  落煤筒水平地震作用和作用效应可采用底部剪力法计算,其水平地震影响系数按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191中的有关规定计算;

3  计算落煤筒自振周期及地震作用时,落煤筒内储料荷载可取用满筒储料荷载标准值的80%;

4  作用于落煤筒的堆料动压力标准值可按下式计算:

式中:β——煤堆表面的倾斜角。

注:在公式(7.2.8-2)中的内摩擦角φ,落煤筒外壁摩擦角δ、堆料重力密度γ应分别用(φ-θ)、(δ+θ)、γ/cosθ代换,此处θ为地震角,当基本地震烈度为7度、8度、9度时,θ值分别取1°30'、3°、6°。

5  落煤筒水平地震作用标准值效应按下式确定:

       (7.2.8-3)

式中:SEK——水平地震作用标准值效应;

SEK1、SEK2——分别为筒身第一、二振型的水平地震作用标准值效应;

ε——地震效应折减系数,取0.5。

6  落煤筒筒身截面抗震强度验算时,地震作用效应和其他荷载效应的基本组合可按下式计算:

式中:  S——筒身内力组合设计值(包括弯矩、剪力、轴向力的设计值);

γG——重力荷载分项系数,按本规范第4.0.10条采用;

γEh——水平地震作用分项系数,取1.3;

γS——堆料分项系数取1.3;

γRE——承载力抗震调整系数,取0.85;

CG、CEh、CS——分别为重力荷载、水平地震作用及堆料动压力的作用效应系数;

GE——重力荷载代表值,除储料按本条第3款计算外,其他可变荷载的组合值系数应按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191中有关规定采用;

EhK——水平地震作用标准值,按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191中有关规定计算;

FSK——堆料动压力标准值,按本条第4款计算;

ΨS——堆料动压力组合系数,取1.0;

R——落煤筒筒身截面承载力设计值。

7.2.9  落煤筒基础底面在荷载基本组合作用下,基底不应出现零应力区;在地震作用下,可出现零应力区,但零应力区的面积不应大于底面全面积的1/4。

7.2.10  落煤筒筒壁最大裂缝宽度不应大于0.2mm,基础倾斜率不应大于0.004,平均沉降量不宜大于200mm。

7.2.11  落煤筒整体的倾覆验算应按本规范第4.0.10条进行计算,对抗倾覆有利的永久荷载的分项系数应取0.85。

7.2.12  受堆料荷载影响的构筑物、地道及挡墙应计入料堆附加荷载的影响。外围护利用中心筒支承时,应计算其对中心筒的影响。

7.2.13  料堆中的支架构件所承受的堆料压力,应按梯形楔体计算,并应考虑堆料压力来自任何可能的方向。

7.2.14  煤仓的荷载分类及荷载效应组合应符合现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077的有关规定

7.2.15煤仓结构按承载力极限状态设计时,所有结构构件均应进行承载力计算;对其中薄壁构件尚应计算水平、竖向及其他控制结构安全的截面承载力计算。

7.2.16  煤仓结构按正常使用极限状态设计时,仓壁、仓底的最大裂缝宽度允许值应符合下列规定:

1  对于年降水量少于蒸发量及相对湿度小于10%的干旱少雨地区,煤含水量小于10%的煤仓的最大裂缝宽度不应大于0.3mm;

2  对于受人为或自然侵蚀物质严重影响的煤仓,应严格按不出现裂缝的构件计算;

3  一般条件的煤仓,最大裂缝宽度不应大于0.2mm。

7.2.17  抗震设防地区的煤仓,应进行抗震验算。当仓壁与仓底整体连接时,仓壁、仓底可不进行抗震验算。仓下支承结构为柱支承时,可按单质点结构体系简化计算。筒壁支承的煤仓仓上建筑地震作用增大系数取4.0。

7.2.18  输送机栈桥和地道应根据不同的结构形式采用不同的结构计算模型,并应符合下列规定:

1  钢筋混凝土地道应按闭合框架计算;

2  输送机栈桥横向为双柱支承结构,跨间结构为粱式承重体系,其横向应按框架计算,纵向按框排架计算;

3  砌体承重、屋面为钢筋混凝土梁板式结构的输送机栈桥应按弹性方案房屋进行静力计算,并应按屋面梁板与承重墙为铰接不计入空间工作的平面排架计算。

# 7.3 构造规定

7.3.1  有地下水时,翻车机房、受煤坑及储煤场的地下结构外壁及底板应采用防水混凝土,其设计抗渗等级应符合表7.3.1的规定。

表7.3.1防水混凝土设计抗渗等级

7.3.2  堆取料机基础为素混凝土刚性基础时,混凝土强度等级不宜低于C15,并应在基础受拉区配置构造钢筋。

7.3.3  落煤筒的混凝土强度等级不应低于C30;筒壁最小厚度不应小于160mm;筒壁钢筋应内外双层配置,保护层厚度不应小于30mm;在筒体下端地面以上3m范围内,外侧应增加20mm厚的附加保护层。

7.3.4  落煤筒筒壁水平配筋总的最小配筋率应为0.3%;筒壁竖向配筋总的最小配筋率应为0.4%。钢筋直径不宜小于10mm,且不宜大于25mm;最大钢筋间距不宜大于200mm,也不宜小于70mm。

7.3.5  落煤筒卸料口处的附加钢筋应按下列要求配置:

1  洞口上下每边附加的水平钢筋面积不应小于被洞口切断的水平钢筋面积的0.6倍;洞口左右每侧附加的竖向钢筋面积不应小于被洞口切断的竖向钢筋面积的0.5倍;

2  洞口附加钢筋的配置范围:水平钢筋应为筒壁厚度的1.0倍~1.5倍;竖向钢筋应为筒壁厚度的1.0倍。配置在洞口边的第一排钢筋数量不应少于3根;

3  附加钢筋锚固长度:水平钢筋自洞边伸入长度不应小于50倍钢筋直径,也不应小于洞口高度;竖向钢筋自洞边伸入长度不应小于35倍钢筋直径;

4  在洞口四角处的筒壁内外层各配置一根直径不小于16mm的斜向钢筋,其锚固长度两边应各为40倍钢筋直径;

5  被切断的筒壁竖向及水平钢筋应在洞口处弯折后相互搭接,搭接长度不应小于35倍钢筋直径,或在洞口另加U型封口钢筋,其直径与间距同筒壁钢筋。

7.3.6  卸料口应预埋封闭钢框,钢框用不小于10mm厚耐磨钢板焊成,顶部及底部应预弯曲,其曲率与筒壁一致。钢框宜用直径不小于12mm且间距不宜大于300mm的U型锚筋锚入筒壁。不得用封闭钢框与附加钢筋相互代替。

7.3.7  落煤筒抗震构造措施应符合下列规定:

1  筒壁的厚度:抗震设防烈度为6度和7度时不宜小于180mm,8度和9度时不宜小于200mm;

2  筒壁应采用双层双向配筋,水平钢筋的总配筋率不应小于0.4%,竖向钢筋的总配筋率不应小于0.4%;内外层钢筋间应设置拉筋,其直径不宜小于6mm,抗震设防烈度为6度和7度时间距不宜大于600mm;8度和9度时间距不宜大于400mm。

7.3.8  煤仓的仓壁和筒壁的混凝土强度等级不应低于C30,仓壁内侧受力钢筋的保护层不应小于30mm。应严格控制混凝土的水灰比,并采用措施增强混凝土的密实性,冬期施工时不得掺加氯化物。

7.3.9  受煤漏斗及落煤筒内壁应采取耐磨、抗冲击措施。

7.3.10  输送机栈桥采用砌体混合结构时,屋面宜采用现浇或预制钢筋混凝土结构。抗震设防的输送机栈桥承重侧墙顶部应设现浇钢筋混凝土檐口圈梁。预制屋面板与圈梁间应有可靠连接,墙体内应按要求设置钢筋混凝土构造柱。6度、7度、8度、9度时的构造柱间距分别不应大于8m、6m、5m、4m。

7.3.11  输送机栈桥跨间承重结构采用混凝土大梁时,宜将大梁上翻并应考虑梁的整体稳定性。钢筋混凝土大梁悬臂端箍筋应通长加密;铰支在构筑物上的大梁端部预埋钢板厚度不应小于16mm,且应加强锚固。

# 8 煤泥水系统构筑物

# 8.1 一般规定

8.1.1  沉淀塔结构应符合下列规定:

1  漏斗应采用钢筋混凝土结构;

2  支承结构可采用筒式砌体结构或钢筋混凝土支架。在地震区采用筒式砌体结构时,应按抗震设防要求进行构造处理。在抗震设防烈度为7度及7度以上地区宜采用钢筋混凝土支架。

8.1.2  浓缩车间的浓缩池可分架空式和落地式两种类型。浓缩池的直径大于30m时,宜采用落地式。浓缩池不宜设置在工程地质条件相差较大的不均匀地基上;不能避开时,应进行地基处理或调整上部结构刚度。

8.1.3  圆形浓缩池直径小于或等于30m宜采用3m的倍数;浓缩池直径大于30m宜采用5m的倍数。

8.1.4  架空式浓缩池应采用现浇钢筋混凝土结构,池底可采用梁板结构,池壁与池底应整体连接。其支承柱宜沿径向单环或多环布置,柱截面宜采用正方形。

8.1.5  落地式浓缩池应符合下列规定:

1  浓缩池直径大于或等于18m时,应采用钢筋混凝土结构;

2  浓缩池直径大于或等于40m时,宜采用预应力钢筋混凝土结构;

3  落地式浓缩池底板可采用与池壁及中心柱整体连接、构造连接或脱开的结构形式;

4  有抗震设防要求时,浓缩池不宜采用砌体结构。

8.1.6  封闭浓缩池的围护结构可采用钢筋混凝土球壳、圆锥壳、网架、网壳、门式钢架,围护墙及屋面宜采用轻质材料。

8.1.7  落地式浓缩池的地道应采用钢筋混凝土箱型结构。地道分段长度不宜超过30m。

8.1.8  煤泥沉淀池、各种煤泥水水池及地下泵房,根据水池容量及高度可分别采用钢筋混凝土结构、素混凝土结构;当容量较小且结构安全等级低于二级时可采用砌体结构。

8.1.9  钢筋混凝土煤泥沉淀池可采用底板与池壁相连接的整体式结构或底板与池壁脱开的挡墙式结构。挡墙式沉淀池的底板宜采用素混凝土结构。当采用抓斗清理煤泥时,池底板应采取抗冲击措施。

8.1.10  煤泥沉淀池吊车栈桥,应采用钢筋混凝土柱或钢柱、柱基础宜独立设置,不宜与池壁相连。当柱基础附近有较大面积地面堆载时,应考虑地面堆载对栈桥柱及基础的不利影响。

8.1.11  煤泥水管道支架根据支架间有无结构构件联系可分为:独立式支架、管廊式支架;根据煤泥水管道与支架的连接构造做法可分为:活动式支架、固定式支架。

8.1.12  煤泥水管道靠近厂房一侧布置时,管道宜支承于厂房结构上。有抗震设防要求时,支架宜采用钢筋混凝土结构或钢结构。沿管道纵向支架宜采用刚性支架。

# 8.2 结构计算

8.2.1  煤泥水系统贮水构筑物及地下、半地下泵房结构应按下列三种荷载工况计算:

1  结构自重,活荷载,池内满水压力及温度作用;

2  结构自重,活荷载,池内无水池外填土压力,地下水压力及地面堆载附加压力;

3  抗浮验算时,结构自重,池内无水池外填土压力,地下水压力。

注:1  地面式贮水构筑物可仅按工况1计算,地下式、半地下式及有覆土的地面式贮水构筑物应按三种工况计算;

2  工况3中的活荷载为实际分布且不利时也应计算。

8.2.2  煤泥水系统构筑物结构内力分析,应按弹性分析方法计算。

8.2.3各种煤泥水水池及泵房均应按荷载基本组合进行结构构件承载力计算,并应按荷载标准组合、准永久组合验算结构的裂缝宽度及变形。

8.2.4  结构的抗滑移、抗倾覆、抗浮验算除应按现行国家有关规范计算外,尚应符合下列规定:

1  落地式浓缩池、沉淀池或水池当采用分离式底板时,应按荷载的基本组合验算整体结构的抗滑移、抗倾覆;分离式底板受地下水影响时,尚应验算池底板的抗浮稳定性;

2  地下水埋藏较浅时,地下式或半地下式水池及泵房尚应按荷载的基本组合进行结构的抗浮验算。

8.2.5  按荷载标准组合并考虑准永久组合的贮水构筑物的各类构件,裂缝控制等级相关要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。荷载效应为轴心受拉或小偏心受拉时,其裂缝控制等级应为二级;荷载效应为受弯、大偏心受压或大偏心受拉状态时,裂缝控制等级应为三级,其最大裂缝宽度不应大于0.2mm。

8.2.6  组合壳体的贮水结构,在内力计算时应根据侧壁与顶板、底板的连接情况及构造做法采取与实际较为接近的边界约束条件,并应使约束构件的刚度满足内力分析时的边界约束条件。

8.2.7  浓缩池或其他圆柱壳池壁在侧向荷载作用下的受力条件应按表8.2.7确定。

表8.2.7圆柱壳池壁在侧向荷载作用下的受力条件

注:表中H为圆柱壳池壁高度,λ为圆柱壳的弹性特征系数,,r为圆柱壳池壁的计算半径,t为池壁厚度。

8.2.8  露天吊车栈桥柱应分别按横向排架、纵向框架或排架计算结构的内力和变形。吊车荷载的取值及荷载组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的相关规定。作用于吊车栈桥梁柱上的风荷载应按下列要求确定:

1  作用于吊车桥架端面上的受风面积按下式计算:

       (8.2.8)

式中:A——吊车栈桥端面的受风面积(m2);

Bk——吊车大车桥架宽度(m);

Hk——吊车轨道面至起重机顶端距离(m);

C——司机操纵室的受风面积,一般取3m2

2  作用于吊车梁及柱上的风荷载,其风荷载体型系数应取1.3,风压高度变化系数宜取1.0。

8.2.9  煤泥水管道支架的计算单元和计算模型宜按下列规定采用:

1  独立式支架的纵向计算单元长度可采用主要管道补偿器中至中的距离;横向计算单元长度可采用相邻两跨中至中的距离;支架纵向可按排架结构计算,横向可按悬臂柱计算或框架结构计算;

2  管廊式支架的纵向计算单元长度可采用结构变形缝之间的距离;横向计算单元长度可采用相邻两跨中至中的距离;支架纵向可按排架结构计算,横向可按框架结构计算。

# 8.3 构造规定

8.3.1  煤泥水系统构筑物的环境类别及混凝土强度等级应符合下列规定:

1  室内正常环境:环境类别一类,混凝土强度等级不应低于C20;

2  非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性地下水或土壤直接接触的环境:环境类别二a类,混凝土强度等级不应低于C25;

3  非严寒和非寒冷地区与煤泥水直接接触的环境,严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性地下水或土壤直接接触的环境:环境类别二b类,混凝土强度等级不应低于C30;

4  严寒和寒冷地区露天结构与煤泥水直接接触的环境:环境类别三类,混凝土强度等级不应低于C35。

8.3.2  煤泥水系统构筑物最大水灰比、最小水泥用量、最大氯离子含量、最大碱含量等耐久性要求应按本规范第8.3.1条环境类别及现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定采用。

8.3.3  煤泥水系统构筑物各部位构件混凝土保护层最小厚度应符合表8.3.3的规定。

表8.3.3煤泥水系统构筑物混凝土保护层最小厚度(mm)

注:1  不与清水、土壤、煤泥水接触或不受水汽影响的构件,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定采用;

2  本表中混凝土保护层最小厚度是在构件外设有砂浆面层的情况下给出的,若实际情况不允许增加砂浆面层时,混凝土保护层最小厚度应适当增加。

8.3.4  煤泥水系统钢筋混凝土构筑物宜以混凝土本身的密实性满足抗渗要求,与水接触的构件表面应设防水砂浆面层,面层厚度不宜小于20mm。混凝土的抗渗等级应符合现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069的有关规定,且不应小于S6。

8.3.5  煤泥水系统各贮水构筑物在冬期施工中应采取必要的保温措施。采用外加剂时,不应采用氯盐或含氯盐的复合早强剂作为防冻、早强掺和料使用。

8.3.6  池壁、板内的预埋件锚筋,不应贯通壁、板截面,预埋件的外露部分以及与其连接的铁件应做防腐蚀处理。贮水结构池壁及池底混凝土中宜掺加钢筋阻锈剂或混凝土表面保护剂。

8.3.7  敞口矩形水池的壁顶宜配置2根水平附加加强钢筋;浓缩池池壁顶宜配置4根水平附加加强钢筋。水平加强钢筋的直径不应小于池壁的竖向和水平受力钢筋二者中的较大值,且不应小于14mm。水平加强钢筋应采用焊接连接。

8.3.8  落地式浓缩池的底板采用与池壁中心柱脱开的结构形式时,底板应按构造要求设置伸缩缝,底板伸缩缝及底板与中心柱间伸缩缝处宜设置柔性止水带,止水带处的底板局部厚度不应小于250mm。

8.3.9  浓缩池池壁采用混凝土结构时,厚度不宜小于150mm;池壁采用砌体结构时,厚度不宜小于370mm,且宜每隔45°设砌体扶壁柱。砌体结构中的块材及砂浆应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中的有关规定。

8.3.10  钢筋混凝土浓缩池池壁应采用双层配筋,竖向和水平钢筋每侧配筋率不应小于0.2%和45ƒty,二者的较大值。浓缩池中心柱纵向钢筋最小配筋率应符合表8.3.10-1的要求,箍筋的配置应符合表8.3.10-2的要求。架空式浓缩池除中心柱外,其柱、梁配筋要求应按现行国家规范的有关规定执行。

表8.3.10-1浓缩池中心柱纵向钢筋最小配筋率(%)

表8.3.10-2浓缩池中心柱箍筋配置

8.3.11  煤泥沉淀池吊车栈桥纵向柱列应设置上、下柱间支撑;下柱支撑应与上柱支撑设置在同一柱间。柱间支撑应设置在伸缩缝区段的中央或中央附近。单元较长或8度抗震设防Ⅲ、Ⅳ类场地和9度抗震设防时,宜在栈桥纵向柱列中部1/3区段内设置两道柱间支撑。

8.3.12  煤泥水管道支架横梁上的外侧管道应采取防止滑落的措施;管廊式支架的水平构件之间应设置水平支撑。

# 附录A 自振频率系数

对于两端铰支的单跨和等跨连续梁,其第一、第二频率密集区的自振频率系数可按表A确定。

表A自振频率系数

# 附录B 集中质量换算系数

B.0.1  计算多跨连续梁的第一、二频率密集区内最低自振频率ƒl1、ƒ21时,集中质量换算系数kj可按单跨梁选用;计算第一、二频率密集区内最高自振频率ƒlh、ƒ2h时,集中质量换算系数kj应根据跨数及跨度序号确定。

B.0.2  第一频率和第二频率密集区的集中质量换算系数kj,应根据跨度数分别按表B.0.2-1、B.0.2-2取用。

j

注:αj为集中质量离左边支座距离x与梁的跨度l0之比,对于中间跨内集中质量的x值,仍为集中质量离本跨左边支座的距离。

j

注:1 αj含义同表B.0.2-1;

2  计算?21时取αj=0.25或αj=0.75,kj=2.00。

# 本规范用词说明

本规范用词说明

1  为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2  条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

# 引用标准名录

引用标准名录

《压缩空气站设计规范》GB 50029

《建筑设计防火规范》GB 50016

《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222

《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156

《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153

《建筑结构荷载规范》GB 50009

《建筑抗震设计规范》GB 50011

《构筑物抗震设计规范》GB 50191

《建筑地基基础设计规范》GB 50007

《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077

《岩土工程勘察规范》GB 50021

《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025

《工业厂房可靠性鉴定标准》GB 50144

《混凝土结构加固设计规范》GB 50367

《混凝土结构设计规范》GB 50010

《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046

《标准轨距铁路建筑限界》GB 146.2

《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069

《砌体结构设计规范》GB 50003

《建筑地基处理技术规范》JGJ 79

《钢结构加固技术规范》CECS 77:96

《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1

# 条文说明

中华人民共和国国家标准

选煤厂建筑结构设计规范

GB50583-2010

条文说明

制定说明

《选煤厂建筑结构设计规范》GB 50583-2010,经住房和城乡建设部二〇一〇年五月三十一日以628号公告批准发布。

本规范制订过程中,编制组进行了认真深入的调查研究,总结了我国选煤厂建筑结构的设计、施工的经验,同时参考了相关行业的先进技术和资料。

为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时正确理解和执行条文规定,《选煤厂建筑结构设计规范》编制组按章节条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,还着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是,条文说明不具备与正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

# 1 总则

1.0.1  本条规定了选煤厂建筑物、构筑物的设计原则,体现了设计应贯彻国家提出的科学发展观的思想,项目建设应符合资源节约型、环境友好型社会的政策要求。

1.0.3  响应国家提倡技术创新的政策,结合国家的技术经济政策本规范提出了新材料和新结构的推广及应用。例如新型轻型、节能建筑材料的应用,大直径预应力筒仓、大直径预应力浓缩池、预应力栈桥(预应力混凝土和应力钢结构)以及劲性混凝土的应用等。符合国家的科学发展观和节约型社会的政策,节约用地,符合安全节能的要求,并且符合选煤厂的生产环境的需要,不断推进选煤厂新的建筑结构的应用和发展。

1.0.4  建筑物、构筑物结构安全等级及建筑抗震设防烈度是根据选煤厂的生产系统和辅助生产系统划分的,方便设计。其中考虑到煤泥沉淀池及材料棚在选煤厂中的使用情况,安全等级为三级。当设计使用年限超过50年且不大于100年时,安全等级的重要性系数,可适当提高。现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068中规定“普通房屋和构筑物的结构设计使用年限为50年。在这个期限内只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能”。而矿井的服务年限和相配套的建筑物、构筑物设计使用年限不能一概而论,要根据矿井的服务年限等因素来确定设计基准期。一般选煤厂为矿井型选煤厂,当矿井服务年限超过50年时,选煤厂的使用年限与矿井服务年限相协调。而中央型选煤厂的设计使用年限要与建设方协商来确定或依据其中的矿井服务年限确定。根据设计使用年限相应调整结构安全等级重要性系数、选择相应的材料及构造要求等。

选煤厂中的建筑物、构筑物抗震设防分类,一般情况下为丙类建筑,煤泥沉淀池及材料棚可划为丁类。

本条还给出了选煤厂各建筑物、构筑物的结构安全等级及抗震设防标准。

# 3 建筑设计

# 3.1 一般规定

3.1.4  合理的建筑布置在抗震设计中是非常重要的,提倡建筑平立面简单对称。地震震害表明,结构体型简单、对称的建筑在地震时破坏程度轻。道理很清楚,简单对称的结构容易估计其地震时的反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。选煤厂建筑结构要与工艺布置协调,既要满足工艺设计,还要达到建筑结构设计的合理性,防止选煤厂的设计只重视工艺布置而轻视建筑结构的合理性。

3.1.5  厂区内各种管线比较多,管线布置应整洁美观,管线支架宜共享。

3.1.6  根据现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033中的有关规定,选煤配料间、原料间的采光等级为V级,故选煤厂厂房的采光等级定为V级。

3.1.7  设计中采用的建筑材料优先采用节能环保材料,符合国家节约能源的方针,优先采用轻型、无污染、保温隔热性能的材料。如为了节约用地,设计中执行国家相关政策,禁用粘土砖,多采用矸石砖、粉煤灰砌块等。

3.1.8  随着国力的增强,选煤厂建设速度的加快,为了提高经济效益,钢结构在选煤厂应用越来越广泛。由于选煤厂中经常使用水冲洗楼面,环境比较潮湿,且煤中含有硫磷等有害物质,对于钢结构厂房的耐久性影响较大。在上世纪80年代建成的选煤厂钢结构已出现过严重腐蚀的现象,危及结构的安全。钢结构需要采取有效防腐蚀措施(高效的除锈及防腐油漆),特别对于不易维护的死角部位,采用长效防腐蚀材料才能保证结构的设计使用年限。工程实践证明,采用钝化、喷砂除锈和防腐蚀材料可以达到长效防腐的目的。

3.1.11  空气压缩机房应按全年风向频率,布置在空气清洁,受粉尘、废气污染较小的位置。储气罐宜设在阴凉处。空气压缩机房工作时会产生较高的噪声,对人体健康有不利影响,所以值班室应采取有效的消音措施。

3.1.14  介质库主要用于贮存、添加生产用的介质,车间内没有介质生产设备;介质制备车间除贮存、添加生产用的介质外,尚需在车间内对半成品介质进行二次加工,车间内还布置有介质生产设备。为了便于生产,介质制备车间(介质库)、机修车间应设置供机动车辆通行的水平运输通道。

# 3.3 建筑安全设计

3.3.1  提升孔周围比较开阔,往往临近主要通道布置,为保障人员安全,提升孔周围应设栏杆等防护措施。

3.3.5  原煤准备车间、主厂房原煤筛分部分及干燥车间煤尘污染较严重,主厂房浮选部分有各种油剂、药剂挥发气味。为防止煤尘、可燃气体爆炸。改善工作人员工作环境,除应加强厂房的自然通风外还应设置机械除尘通风。

3.3.6  原煤装储运系统会产生大量的煤尘,为了安全和环境保护及生产人员的身体健康,应设置通风、除尘设施。对于防爆、卸爆详见现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077。

3.3.7  浮选药剂库(站)为防火重地,内设办公室、休息室,将增加不安全因素,容易引起火灾等事故,因此库房内不宜设办公室、休息室。

# 3.4 建筑环保、卫生设计

3.4.1  对高噪声设备应采取措施,降低对工作人员及周围环境的影响。噪声限制值参见现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87中的有关规定。

3.4.2  选煤厂中的洗选设备自动化程度高,集控室不仅是对主厂房的控制,而且是整个选煤厂的控制中心,对选煤厂集控室的环境要求比较高,因此可适当提高集控室的建筑及装饰标准。

# 3.5 建筑节能设计

3.5.3  我国现在尚无有关工业厂房的建筑节能标准,但是根据我国构建节约型社会的有关方针和政策,对选煤厂建筑主要影响节能的部位作出规定是合理的。

# 3.6 建筑构造

3.6.1  我国的大部分选煤厂位于北方地区,且还有许多位于严寒地区。严寒地区的建筑外排水易形成冰挂,曾经发生有冰挂伤人事件;采用外排水排水管时,排水管易冻结,因此宜采用内排水。

3.6.2  选煤厂厂房现在多采用冲水进行楼面清洗,设计楼面有一定的坡度,易于排水,厂房底层排水沟采用钢筋混凝土结构是为了防止地面下沉引起排水沟开裂。

3.6.7  介质添加池表面耐磨内衬常用材料有铸石板、高强耐磨料及铁屑混凝土。不应使用耐热性差、易燃且易脱落的聚酯材料作内衬。

# 4 荷 载

4.0.1  可作为永久荷载的洗选设备自重是指:跳汰机、动筛跳汰机、浅槽分选机、主(斜)轮分选机、重介分选机、弧形筛、过滤机、加压过滤机、磁选机、压滤机、浮选机(柱)、破碎机、振动筛、离心机等。因为设备安装使用后,一般情况下是不会改变位置的,设备荷载符合永久荷载的特性,所以设备自重可作为永久荷载,但是设备中的物料为活荷载。

4.0.3  活荷载的标准值是按照设计使用期为50年采用的,当超过50年设计使用期时可另行考虑。

4.0.5  设备荷载分为设备自重、设备中的物料荷载和由设备振动产生的动荷载。主要振动设备是指破碎机、振动筛、离心机等。

4.0.7  考虑到煤泥水管道直径大于或等于250mm和介质管道大于或等于150mm时,有的管道吊挂点已经超出楼面的活荷载值,故需要按实际情况计算。

4.0.10  设备中的物料可变荷载分项系数一般取1.4,但在容积为定值时物料可变荷载分项系数可取1.2。

4.0.12  选煤厂中常用的起重机根据现行国家标准《起重机设计规范》GB 3811-83,工作级别划分A1~A5。一般不经常使用,或经常用于检修设备时可采用工作级别A1~A3级;对于受煤坑的卸煤机、介质准备车间的起重机及煤泥沉淀池中的抓斗,由于使用频率程度较高,可采用工作级别A4~A5级。

# 5 地基与基础

# 5.1 一般规定

5.1.1  工程勘察报告对场地情况应有明确的评价。当工程需要时,尚应提供下列资料:

1  深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;

2  基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;

3  提供用于计算地下水浮力的设计水位。

5.1.2  对本条说明如下:

1  地基基础设计等级划分应根据地基复杂程度、建(构)筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建(构)筑物破坏或影响正常使用的程度确定;

2  储煤场中的堆料筒高度为自然地坪至屋顶檐口高度,槽仓中的堆料筒高度为地下返煤地道顶面至屋顶檐口高度。

5.1.3  当相邻建(构)筑物距离过近或新建建(构)筑物基础埋深超过原有建(构)筑物基础埋深时,可能会使建(构)筑物发生倾斜或危及原有建(构)筑物的安全,因此埋深大于原有建(构)筑物基础时,两基础间净距离应保证原有建(构)筑物基底土不被扰动。当上述要求不能满足时,应采取分段施工、设置临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施或加固原有建(构)筑物地基。

5.1.4  本条和现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002相统一,为地基设计的基本原则。

选煤厂各类建(构)筑物的地基设计均应满足承载力计算的要求。

由于地基变形超过一定的数值时,易造成上部结构裂缝、不能正常使用和破坏,危及建(构)筑物的安全。影响建(构)筑物正常使用的事例很多,因此必须控制地基变形。在满足承载力计算的情况下,特别是位于高压缩性土上,更应控制地基变形。选煤厂一般建设在矿区附近,厂址地质条件复杂,根据选煤厂建(构)筑物的特点及经常遇到的地质情况,本条增加了存在软弱地基、湿陷性黄土等复杂地基条件、基础下分布有软弱下卧层、相邻建(构)筑物距离过近及地下水位近期内变化较大等情况之一时,丙级建(构)筑物应作变形验算。位于斜坡或边坡附近的建(构)筑物,应验算其稳定性。

5.1.6  现有的防冻害措施,包括在基础侧面和地梁周围回填中砂、粗砂或炉渣等非冻胀性材料,其厚度不小于100mm。

5.1.8  选煤厂一般建设在矿井附近,有时遇到采空区,因受场地条件限制,建(构)筑物需布置在采空区上方或采空区影响线上方。此时建(构)筑物设计一般遵循下列规定:

1  建(构)筑物长轴宜平行于地表下沉等值线;

2  建(构)筑物体形应力求简单,平面形状以矩形为宜立面高低起伏;

3  基础和上部结构应采取增大刚度、减轻结构及围护结构自重等措施。上世纪90年代,淮南煤业集团新庄孜矿选煤厂主厂房、开滦煤业集团马家沟矿选煤厂主厂房,由于受场地条件限制,分别布置在了采空区上方或采空区影响线上方。为了解决采空区对建筑物安全的影响,基础设计采用筏形,主体采用混凝土框架结构,围护采用轻质砌块砌筑,并预留后期采空区沉降变形。经过使用,建筑物没有发现异常和不安全因素。实践证明,只要采取必要的措施,在采空区上方或采空区影响线上方布置建筑物是安全的。随着新结构、新技术、新工艺的不断发展创新,目前钢结构厂房在选煤厂建设中应用越来越广泛。钢结构厂房不仅施工速度快,而且自重轻,非常适宜布置在采空区等复杂地形。

5.1.9  为了保证建(构)筑物的安全,对一些沉降有严格要求的建(构)筑物或在复杂的地质条件下的建(构)筑物进行定期沉降观测,必要时在使用过程中应继续进行沉降观测,以便发现问题及时处理。

5.1.10  地下水包括地表渗水。常用的防腐蚀措施有混凝土表面刷沥青或其他防腐蚀材料、抹防腐蚀砂浆或采用特种混凝土等。

# 5.2 地基基础计算

5.2.3  软弱下卧层系指承载力显著低于持力层的高压缩性土层;地基受力层系指条形基础地面下深度为3b(b为基础底面宽度),独立基础下为1.5b,且厚度均为不小于5m的范围。

5.2.4  当地下水埋藏较浅时,地下式箱体结构所受浮力较大,为保证建(构)筑物安全,应进行抗浮验算。进行抗浮力验算时,对抗浮力有利的活荷载不计,且取最不利地下水位。现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069-2002规定抗浮力验算时荷载取基本组合,但安全系数Ks=1.05。为了和现行国家标准统一,本规范规定抗浮验算荷载取基本组合进行计算,对抗浮力有利的永久荷载分项系数应取0.9,采用抗浮验算水位计算时,地下水浮力荷载分项系数应取1.0。经验算两者结果是一致的。

5.2.6  建筑在斜坡或边坡附近的建(构)筑物,可能因为斜坡或边坡发生滑坡而造成建(构)筑物倒塌,所以应验算地基稳定性;经常受水平荷载作用的建筑结构,系指挡墙类的构筑物。

# 5.3 软弱地基

5.3.1  软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱地基考虑。

软弱地基设计时应考虑上部结构和地基的共同作用。对沉降有要求的建(构)筑物应预估沉降量。例如有起重机的厂房、铁路装车仓等,设计时应预估和计算沉降量,以免建(构)筑物沉降时,发生卡轨或影响机车和其他车辆通行的现象。

5.3.2  换填垫层法用于软弱地基的浅层处理。垫层材料可采用粗砂、中砂、砾砂,角(圆)砾、碎(卵)石、矿渣、灰土、黏性土以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料。机械压(夯)实法包括重锤夯实、强夯、振动压实等,用于处理杂填土地基,处理有效深度应通过试验确定。

5.3.3  矸石地基一般空隙较大且有自燃性,所以不宜选择以矸石地基作为地基持力层。当以矸石地基作为地基持力层时,应在矸石地基中灌注泥浆或采取其他措施,消除空隙,防止矸石自燃。

5.3.4  筒仓是选煤厂储存原煤及产品常用的特种构筑物,与一般建(构)筑物相比,荷载大且比较集中,尤其在沉降过大的地基上,使用初期应控制储料的加载速率,掌握加载、卸载间隔时间或调整活荷载分布,控制筒仓的变形和沉降,避免筒体发生过大倾斜,影响筒仓及栈桥的正常使用。

5.3.5  地面荷载系指生产堆料、工业设备等地面堆载和天然地面上的大面积填土荷载。地面堆载要均衡,不宜堆压在基础上。大面积的填土,宜在基础施工前3个月内完成。

# 5.4 湿陷性黄土地基

5.4.1  湿陷性黄土场地上的建(构)筑物通常采取的建筑、结构措施有:

建筑措施:多层砌体承重结构的建筑,其长高比不宜大于3,室内地坪高出室外地坪不应小于450mm。屋面宜采用有组织排水。建筑物周围应设置散水,散水最小宽度在非自重湿陷性黄土场地不小于1m,在自重湿陷性黄土场地不小于1.5m,其坡度不小于0.05;高耸结构的散水宜超出基础边缘1m,并不小于5m;水池的散水宽度宜为1m~3m,散水外缘超出水池基底边缘不应小于200mm。散水宜每隔6m~10m设置一条伸缩缝。散水应用混凝土浇筑。散水与外墙交接处和散水的伸缩缝,应用柔性防水材料填封。用水设施宜集中设置,经常受水浸湿或可能积水的地面,宜按防水地面设计。

结构措施:选择合理的结构体系和基础形式;墙体宜选用轻质材料;加强结构的整体性与空间刚度;预留建筑沉降的空间。

5.4.6  湿陷性黄土在浸水饱和后,土的湿陷性消失并转化为压缩性,对这类黄土地基,一般应进行地基变形验算。

# 5.5 山区地基

5.5.5  当改变地下水的赋存和排泄条件时,应在易于导流或拦截的部位将水引出场外。在受山洪影响的地段,应采取相应的排洪措施。

5.5.6  选煤建(构)筑物厂布置应避开当地最高洪水位。

# 6 主要生产系统建筑结构

# 6.1 一般规定

6.1.1  主要生产系统建筑物是指主厂房、准备车间、浮选车间、压滤车间、干燥车间等生产厂房。目前国内煤炭行业设计部门对选煤厂主要生产系统建筑物的取名没有统一规定,一般根据使用功能确定车间名称,随意性较大。准备车间一般为进行煤炭入洗前加工准备的车间,主要作业内容为对原煤进行分级、除杂、破碎等,筛分车间、破碎车间、筛分破碎车间、分级车间等都属于准备车间范畴。主厂房为选煤厂进行煤炭分级分类加工的核心车间,有时会按照使用的选煤方法(重介工艺、跳汰工艺)而命名为重介车间、跳汰车间;有时根据场地条件和工艺布置的需要,重选车间、浮选车间、压滤车间合并建设为联合车间。

6.1.2  本条中厂房的结构类型选取主要基于以下原因:

1  目前钢筋混凝土结构仍是工业与民用建筑中应用最为广泛的结构类型,故规范中首推选用;

2  近年来,随着国家钢铁产量的增加和业主对建设工期的要求,钢结构以其自重轻、安装方便、不受季节影响、施工周期短、抗震性能好、环境污染少等综合优势,也成了广泛应用的结构类型之一;

3  随着矿井生产规模和煤炭洗选能力加大,要求设备的通过能力和处理量也越来越大,设备的外形和动力性能也不断增大,砌体结构形式已经不能适应当前主要生产厂房的要求,故本规范不推荐采用;

4  随着新工艺、新技术、新材料的不断涌现,主要设备的支承结构与外围护结构各成体系的高效模块式厂房及下部为钢筋混凝土上部为钢结构的混合结构厂房,以布置灵活、受力明确、充分发挥结构特点,也在工程中得到了广泛应用,由于本规范编制时资料搜集不够,未在条文中提及,设计人员可根据具体情况选择使用。

6.1.3  本条是结合选煤厂在唐山地震中所出现的震害对选煤厂设计中厂房布置所作出的补充规定。结构的布置在抗震设计中比计算、构造措施更为重要,已成为人们共识,选煤厂厂房内工艺设备布置一经确定,其体型及结构布置也就没有多大的变化余地。因此,只有在选煤工艺布置与建筑结构设计的协调合作下,才能设计出抗震性能良好的厂房。尽量减少位于厂房顶部的水箱、缓冲仓容积,对减小地震作用效应有明显效果。缓冲仓较好的结构形式是吊挂漏斗仓。采用钢筋混凝土高壁浅仓或低壁浅仓均使其所在跨间刚度发生突变,甚至可能出现短柱。水箱壁、设备平台与框架整体连接也将出现类似情况,这些对抗震都是不利的。

6.1.4  选煤厂厂房一般以矩形和L形布置居多,据测试结果(见本规范条文说明第6.1.7条),厂房的自振频率两个方向都较低,厂房的横向更明显。对于布置有较大水平振动荷载的低频设备厂房,提高厂房的横向刚度,对避免产生共振和减小结构位移都是必要的。根据选煤工艺布置的特点,往往以厂房的横向为主要受力方向,提高该方向的刚度对加强结构的整体性也是十分有利的。

6.1.7  本条第1、2款的规定是为了减少梁垂直振动。第3、4款的规定是为了减少承重结构的水平振动。目前选煤厂中常用的跳汰机的工作频率为20次/分~80次/分(0.33Hz~1.33Hz),是具有较大水平振动荷载的低频设备,根据原煤炭部选煤设计研究院1983年7月《选煤厂钢筋混凝土框架厂房自振周期经验公式科研报告》中多座厂房的自振周期测试统计资料表明,厂房自振周期横向为Tx=0.26s~0.50s(ƒx=2Hz~3.85Hz),纵向为Ty=0.23s~0.45s(ƒy=2.22Hz~4.35Hz),厂房的自振频率两个方向都较低,一般厂房的单榀框架的自振频率都低于厂房的自振频率,所以当要求跳汰机的水平振动频率低于相邻框架的自振频率时,就能确保厂房避开水平方向共振状态。当跳汰机沿窄长型厂房的横向布置时,该条的要求更显得重要。振动筛和摇床在工作状态下其工作频率远远大于厂房的自振频率,但由于其水平扰力较大,使其扰力方向与厂房结构水平刚度较大的方向取得一致对减小结构的水平振动是有益的。

6.1.8  本条规定是为了使厂房结构受力合理,保证结构的整体刚度。

6.1.9  根据近几年对生产厂房振动的调查统计,引起厂房振动的主要设备为破碎机、卧式离心脱水机和大型振动筛,大型振动筛位于榜首。厂房的振动类型均为垂直振动,振动的位置有时在板上,有时在梁上。总结以往楼层振动超限的处理经验,加大构件截面,增加楼层构件的刚度,可有效地减少楼层的振幅,故此本条要求重要振动设备的支承结构要有足够的刚度。由于钢结构厂房或钢支架的刚度较小,整体性差,曾经发生多起由卧式离心脱水机引起的晃动或振动,故要求在其支承结构的相关部位增设垂直、水平支撑构件。

6.1.10  主厂房的捞坑或角锥池一般设在底层,物料荷载和自重都比较大,当地基条件允许时应首选独立支承方式,将荷重直接传递至地基。两种支承方式混合使用将导致结构受力不明确,且由沉降差所产生的附加内力不可精确计算,其后果既影响了使用又影响了结构安全。所以,本条规定严禁两种支承方式混合使用。

6.1.11  本条规定是为了保证钢梁的稳定性和楼面的水平刚度,使各榀框架能够协同工作,确保结构体系有良好的整体性。

6.1.12  高强螺栓摩擦型连接,虽然在同强度级别条件下,承载力较承压型连接低,但抗疲劳性能良好,广泛用于承受直接动荷载或需作疲劳验算的结构连接。栓-焊连接是指在同一截面上,翼缘采用熔透对焊接,腹板采用高强螺栓摩擦连接的并用连接。这种连接兼有焊接、栓接两者的优点,承载性能较好,近几年较普遍用于厂房重要框架结构的梁柱刚性连接或拼接。由于选煤厂主要生产系统的厂房大多都是在动荷载作用下工作,故对构件连接、拼接类型进行限制。

6.1.13  干燥车间的加热炉体因本身温度较高,应与主体结构脱开,否则应进行抗热设计。高温作用下混凝土结构构件设计,不仅要考虑混凝土材料本身的耐热性能,更重要的是还要考虑温度应力。

6.1.14  随着选煤技术水平的不断提高,新的选煤方法和设备不断推出和应用,一些老厂为了提高选煤效率,大都选择了投资少、见效快的方法,即对老厂房进行改造和扩建。选煤厂老厂房的结构工作环境较差,加固前的服务年限各不相同,厂房改造前业主应委托国家授权的鉴定机构按照现行国家标准《工业厂房可靠性鉴定标准》GB 50144,通过实测、验算并辅以专家评估作出可靠性鉴定结论,作为混凝土结构加固设计的基本依据。

6.1.15  目前,钢筋混凝土结构厂房的补强加固,现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367有较为详细的要求和规定,设计时应遵守和执行,而钢结构厂房的补强加固还没有国家标准可遵循,设计时可参考《钢结构加固技术规范》CECS 77:96进行。选煤厂的厂房和一般建筑相比有它的特殊性,一是以水为介质作业的车间居多,且经常用水冲洗楼面,环境比较潮湿,煤泥水对结构构件有一定的腐蚀性,对于结构耐久性影响较大;二是厂房内的煤炭分级、破碎、分选、脱水等机械设备,大多都有较为强烈的振动。由于选煤厂厂房的补强加固改造的经验积累和资料收集尚不足,所以在规范正文里未作要求,根据近年来完成的多座厂房改造的设计和施工经验总结,有以下几点值得在设计时注意:

1  对振动较大的厂房结构构件加固时,慎用预应力加固法。在使用过程中,由于振动的存在,将会造成预应力产生较大损失,导致预应力失效和构件破坏。

2  对直接承受动力设备的结构构件加固时,不应采用碳纤维布加固法。碳纤维布为软性材料,设备的碰撞、磨损,煤泥水的腐蚀,都可能会造成加固失效。

3  结构加固用胶粘剂宜采用可灌性好、收缩小、黏结强度高、固化时间可调整、抗氧化能力强、耐久性好且无毒的浆液。例如,由北京巨能通用技术有限责任公司生产的GEJ型高强结构胶和GEMG锚固剂,在平顶山煤业集团田庄、八矿选煤厂和霍州煤电集团李雅庄、辛置选煤厂等工程技术改造的应用中均取得良好效果。

# 6.2 结构计算

6.2.2  选煤厂主要生产厂房振动设备较多、振动较大,直接承载的次梁、框架粱均不应考虑塑性内力重分布;选煤厂主要生产厂房是以水作业为主,对正常使用条件下的这种结构,考虑塑性内力重分布是不妥当的;再者,选煤厂厂房一般仅做多遇地震作用下的内力和变形分析,结构在多遇地震作用下的反应分析的方法,截面抗震验算,以及层间弹性位移的验算,也都是以线弹性理论为基础。随着计算机软、硬件技术的飞速发展和辅助设计功能的不断强大,采用空间结构分析程序进行结构计算,更能真实地反映结构的实际受力状态。采用计算机进行结构分析时,计算软件必须保证其运算的可靠性,对计算结果都应作必要的判断和确认。

6.2.3  计算内力与位移时,楼板在其自身平面内刚度很大,可不考虑楼面变形,平面内只考虑有刚体位移,包括两个方向的平移和楼板的整体转动。当楼面有较大的开洞或缺口、楼面宽度狭窄,或者楼面的整体性较差时,楼板刚度无限大的假定不符合实际情况,应对采用刚性楼面假定的计算结果进行修正。

6.2.6  根据计算软件的技术要求,跨间水平荷载必须转化为结点荷载。按空间结构分析程序进行计算,其假设条件为楼面刚度无穷大,结构整体协同工作,按照本条要求进行计算,对结果并不产生影响,按平面进行结构计算时,考虑结构整体协同工作,设备水平荷载的相邻两轴线框架实际分担的荷载比按照本条要求进行计算的要小,经实践证明也是安全可靠的。

6.2.9  对直接承受动力设备强烈振动的结构构件,一般应进行动力计算。只有以下情况方可使用动力系数法进行计算:

1  当满足本规范第6.3.16条的要求时;

2  在不产生共振的情况下,即设备强迫振动频率与建筑物或其构件的自振频率值相差在±25%以上时,且有相似工程实例验证者。

# 6.3 结构动力分析

6.3.1  前苏联《动载荷机器作用下的建筑物承重结构设计与计算规范》И-200-54(以下简称前苏联《动规》)将机器按三种方法分类:即机器运动部件的运动方式、扰力大小及频率,另外还有按机器对其基座振动的敏感性划分的等级。冶金、有色金属行业标准《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程(试行)》YSJ 009-1990(以下简称冶金行业标准《动规》)是按机器对基座振动速度要求分类的。

本规范采用按频率对机器分类,原因是:经验表明在选煤厂常用的动力设备中影响楼面垂直振动的是中频率机器,而影响厂房水平振动的是低频率机器,按照频率进行动力设备分类,对合理布置动力设备及合理确定支承构件(骨架)的刚度以减小楼面(或厂房)的振动是至关重要的。

此外,选煤厂常用动力设备中,有些设备的运动部件的运动方式较为复杂,不是前苏联《动规》表1所能概括的,如斜轮分选机和卧式振动离心机,前者运动部件绕斜轴转动,后者既有横轴旋转运动还有前后往复运动。还有些设备其扰力并非由设备运动构件的运动所产生,而是由设备内部物料运动所产生的。目前常用的振动较大的选煤设备出厂时均带有弹性支承系统,其扰力可直接由该弹性支承的刚度与其相应的变位相乘而求得,从而避开了上部机构的运动方式。选煤厂设备对其基座的振动均属不敏感范畴。

6.3.2  动力设备产生的标准扰力应理解为符合设备使用技术要求的正常状态下设备所引起的惯性力的参数值,以在制造厂试验中设备的相应特性平均值作为标准扰力值。该值应采用设备制造厂提供的数据。当无该项数据时,可参考冶金行业标准《动规》第二章的规定确定或参考其他有关资料计算确定。

动力设备的计算扰力的确定是对标准扰力值乘以设备动力超载系数Kd,此系数是考虑到设备实际参数对其标准值偏离的可能性以及使用过程中工作状态的改变、轴承间隙加大、零件磨损、有杂物等原因所引起这些参数的明显变化。公称均衡的机器中会出现对平均值偏差很大的参数,特别是旋转质量的偏心率。主要动力设备的动力超载系数在表6.3.2中给出。对具有试验数据的某些类型设备,允许采用实测的动力超载系数。

6.3.3、6.3.4  通过对正在使用的厂房和构筑物进行大量的振动观测以及建筑结构振动时强度的计算表明,在选煤厂厂房中大多数情况下必须减小其上有人的结构振动速度,这是根据振动对人体的生理影响而确定的,而并非由于振动对结构强度的影响和设备基座的允许振动限值所致。

选煤厂常用设备对其基座的振动均属于不敏感范畴。设备基座的允许振动速度一般都在10mm/s~12.6mm/s之间,在满足振动对人体的生理影响而确定的允许振动限值时,一般均能满足设备基座允许振动限值,故在本章中未给出设备基座允许振动限值,仅给出了操作区的允许振动限值。

操作区的允许振动限值是以操作人员的健康不受损害,正常工作不受影响为依据确定的。在以往的选煤厂振动厂房的设计中,楼面的允许振动速度一般都采用[υ]=6.4mm/s,未考虑在一班内受振动时间的长短和振动强度变化等因素。在本规范编制过程中,我们依照多年来的设计经验和计算、实测数据,参考冶金行业标准《动规》中的有关规定,综合考虑操作人员在8h内间歇受振时间等因素,给出了操作区的允许振动速度和允许速度的修正方法。这样比以往采用定值设计更趋于合理。但在确定允许速度修正系数时,作用于操作人员的振动时间应当以统计数据为依据。

6.3.5  条文中设备“不同工作状态”是指设备正常运转工作状态和停车工作状态。停车工作状态包括停车过程中设备自身的共振状态与设备和结构的共振状态两种情况。就设备启动和停车两种工作状态而言,启动过程比停车过程所需时间短得多。所以,停车状态比启动状态对结构影响更严重。故此,本条的设备不同工作状态不包括启动工作状态。

6.3.6  参考国内外有关技术统计资料,在中等应力状态下,现浇钢筋混凝土结构的阻尼比取0.05,钢结构的阻尼比ξ取0.03是可行的。

6.3.7~6.3.9  在计算钢筋混凝土梁的截面惯性矩时,若板上在梁的一侧开有较大的孔洞,则可按倒L形截面计算,若在梁的两侧均开有较大的孔洞,则可按矩形截面计算。有的设备基座较大,并沿承受设备的梁呈条形布置且与梁是刚性连接的(如振动筛高架基座和跳汰机基座等),此时,设备基座对梁的刚度影响甚大,如果计算中忽略设备基座对梁的刚度影响,则梁的自振频率的计算值和实际值将会出现相当大的偏差,致使动力计算失去意义。故此,当设备基座与梁有可靠连接时,宜考虑设备基座对梁的刚度影响,以减小自振频率的计算误差。

6.3.10  楼盖上的临时质量是指楼面活荷载的质量。第2款规定“楼盖上的临时质量和设备上的物料质量应按实际情况考虑”,是为了尽可能使梁的自振频率计算值更加准确而制定的。

6.3.11  本条给出的是楼面粱的自振频率的计算公式,对于楼盖的自振频率可按现行冶金行业标准《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程(试行)》YSJ 009-1990的规定计算。

6.3.12  确定承受周期荷载结构的自振频率时,建筑结构设计的原始数据(计算简图、荷载、杆件及其连接的刚度、质量),一般来说精度均不很高,这样确定的自振频率就可能产生偏差。同时,在共振或接近共振时在简谐荷载作用下的计算结果对所计算动态体系特征的微小变化都非常敏感,甚至自振频率的不大变化都可增大或减小振幅许多倍。因此,以频域的方法来确定在自振频率中的可能偏差。参考国外的有关资料,对钢筋混凝土肋形楼盖中的主梁和次梁等构件,计算频率的可能误差ε取0.30。

6.3.13  采用“能量法”将集中质量换算成均布质量时,对于同时具有均布质量mu和集中质量mj的梁,假定其振型曲线Z(x)与具有均布质量m梁的振型曲线相同。

当仅有均布质量m时,体系的自振圆频率为:

       (1)

当既有均布质量mu又有集中质量mj时,体系的自振圆频率为:

         (2)

令两者的自振频率和振型相同可得:

上述公式是按单跨梁推导而来的,关于连续梁上的集中质量换算成均布质量,其原理与单跨梁相同。

附录B中的kj值是按照上述原理,根据现行国家标准《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190-93和前苏联《动规》中的有关数据整理而成。

6.3.14  设有众多不同类型的大划动力设备的多层厂房。其结构振动是十分复杂的,这种复杂性一方面来自振源,一方面也来自于结构本身。本规范的编制只能以现有研究成果、设计总结及对选煤厂各种振动问题的处理经验为依据,因此本条在结构振动计算上,当条件不具备时仍允许沿用平面振动的计算模型。

6.3.16  本条第1款的频率条件使构件避开了共振和接近共振的状态,就是在启动和停车时也不会出现通过构件共振区的情况。此时,在动力荷载作用下结构将不会产生过大的动内力。第2款的振动位移条件,综合反映了动力计算实践和工业厂房振动研究的多年经验,结构按基本频率振动时,它符合足够的可靠性准则。所以,当结构符合本条的条件之一时,可不作动内力计算,仅需将重物或设备的荷载乘以动力系数后按静力计算进行,这样对结构的承载能力是同样可以保证的。

# 6.4 构造规定

6.4.2  随着高标号水泥的大量应用和HRB400级(即新Ⅲ级)钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋,过低的混凝土强度等级已不能与国家建筑材料技术的发展水平及相关政策相适应。对于钢结构而言,为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑,选用合适的钢材牌号和材性。本条根据选煤行业目前的实际情况和车间的环境条件,对使用的最低钢材牌号及质量等级作了规定。

6.4.6  厂房的底层框架梁一般埋深都比较浅。在寒冷和严寒地区往往由于土的冻胀使地梁产生反拱出现裂缝,对结构的使用寿命和安全使用带来危害,所以应在地梁下采取架空或铺填松软非冻胀材料等防冻胀构造措施加以解决。

6.4.10、6.4.11  振动设备较集中的楼面一般是操作人员活动最多、楼面振幅最容易超限的区域。根据调查显示,虽然板跨仍在常规经济跨度2.7m附近时,在大型振动筛、离心脱水机等动力设备周围的楼板就很容易出现共振和振幅超限的情况。故规范中对楼板的厚度、整体性作出相应规定。

# 7 装储运系统建(构)筑物

# 7.1 一般规定

7.1.1  我国生产的标准轨距翻车机有转子式及侧卸式两种,侧卸式翻车机的最大优点在于其所需的地下结构面积及深度均较转子式翻车机为小,但设备重量较大,功率较高,且车皮损坏严重,故采用不多,因此本规范只涉及转子式翻车机房。

目前国内还没有设有三台转子式翻车机的选煤厂,今后如遇三台转子式翻车机房的设计,可参照本规范处理。

两台翻车机的翻车机房,翻车机的安装方式有两种:一种是用安装桥式吊车,另一种是每台用三根重型单轨吊车,因此屋面结构的选型应根据其安装方式确定。

目前轻钢门式钢架应用广泛且施工速度快,故建议采用。

7.1.2  受煤坑(槽)的浅仓(漏斗)的布置间距和伸缩缝的间距应考虑所用车辆的长度,使车辆能同时卸料,减少人工操作。

7.1.4  钢筋混凝土筒壁上洞口的竖向间距,在我国现行规范中未作规定,为避免卸料口竖向距离太近而出现应力重叠效应,参照国外有关资料,本条规定同一列洞口竖向净距不小于1/2筒体周长,否则,应假定按一组四个洞口来削减筒身任何部位的截面面积和截面模量。

关于洞口的圆心角,我国现行规范的规定不尽相同,本条参照了现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191-93及国外有关的设计规定,单个卸料口的圆心角不宜大于40°。同时考虑到卸煤的需要,规定卸料口宽度不宜小于1.0m。

7.1.5  现在国家对环保的要求越来越高,露天储煤场加设围护结构能有效防止煤尘、保护环境。

7.1.9  直径大于或等于12m的圆形煤仓筒仓仓顶设置大型的振动筛分设备时,其支承结构的布置比较困难,且结构动力设计难以满足要求,需要仓顶结构增加复杂的构件作为厂房支柱的柱底支承构件,从而使构造复杂传力不明确。但是本规范对于输送机减速机电机等小型振动设备不作限定。

7.1.12  对于直径大于或等于24m的深仓仓壁应用普通的混凝土结构已经很难满足正常的使用极限状态。现在预应力混凝土技术已经比较成熟,故直径大于或等于24m的深仓仓壁应采用预应力结构。

7.1.13  由于砌体结构延性差,唐山、海城地震中破坏严重甚至倒塌,在高烈度震区更甚。因此砌体结构应在低烈度区应用,同时高度也不能太高,并应有较严格的加强措施。地震区输送机栈桥地下部分不宜采用砌体结构,主要考虑到这种结构地震作用下易倒塌且人员逃生途径少,生存几率小。输送机栈桥的跨间结构根据以往设计经验当跨度小于15m时宜采用钢筋混凝土大梁,当跨度为15m~18m时宜采用钢筋混凝土大梁或轻钢骨架钢大梁,当跨度大于18m时宜采用钢桁架。

7.1.14  输送机栈桥支架不宜埋入煤中。埋入煤中的输送机栈桥支架刚度较小,变形过大,甚至出现断裂、倒塌情况,究其原因主要有:

1  难以精确确定梁、柱各标高处煤堆侧压力值;

2  煤块的冲击碰砸使梁柱缺角、露筋、变形、开裂,加之煤的自燃和硫磷的腐蚀,大大降低了混凝土的强度和耐久性并严重腐蚀着柱中的纵向钢筋。

当输送机栈桥支架受限必须埋入煤中,应从计算和构造等方面采取有效措施避免上述两种不利情况。

# 7.2 结构计算

7.2.11  考虑到落煤筒为高耸建筑和带式输送机的动力特性,本规范的要求比现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)严格一些。

7.2.12  由于落煤筒荷载比较大,沉降量相对较大,对外围护内力影响较大,故外围护利用中心筒支承时应考虑筒的沉降。

7.2.18  输送机栈桥横向支承结构为柱承式时不应采用单柱,宜采用无外伸挑梁的框架形式。原因一是因为单柱支承横向为悬臂结构没有冗余约束,地震作用下一开裂就易倒塌;二是因为这种结构在侧向力作用下其顶端变形较大。

混合结构输送机栈桥与两端构筑物或其他结构形式输送机栈桥接缝处没有横墙,空间工作性能很弱,故按弹性方案考虑。承重墙受压计算高度H0取1.5H。H取屋面板底至基础顶面间距离,当基础埋置较深且有刚性地坪时,下端可取室外地面下500mm。

# 7.3 构造规定

7.3.1  本条系根据现行国家标准《给排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069中的有关规定制定的。

7.3.9  煤仓落煤漏斗及堆料筒内壁应根据不同的使用情况选用不同的耐磨、助滑与防冲击层。实践中煤仓选用微晶铸石板、铸石板材或高强耐磨料的比较多。大同市骏腾铸石有限责任公司自主创新工艺研制生产的微晶铸石板材及专用黏结剂,以其黏接牢固、耐磨防腐、重量轻、寿命长等特点,在我国煤炭、钢铁、电力及其他行业普遍使用,使用效果比较好。高强耐磨料是一种新型的无机复合型建筑材料,具有高强、抗磨、整体性好等特性,在中矸仓中选用高强耐磨料比较好。比如中国建筑科学研究院建筑材料研究所生产的高强抗磨料等。

为避免落煤惯性直接冲击筒壁,可将落煤溜槽适当加长。

7.3.10  混合结构砌体墙延性很差且有侧向变形就会产生水平裂缝,随着侧移增加水平裂缝向纵向延伸,致使灰缝剪坏墙体倒塌。在地震区这种结构破坏严重,在墙内增设构造柱和圈梁可以有效地改善结构延性,约束裂缝的开展。

7.3.11  一般输送机栈桥跨间承重梁高均较大,上翻后可以减少输送机栈桥楼面上墙体高度,既经济又减少了梁上的荷载。当大梁与支承柱整体连接时为保证节点连接刚度,上翻量也不宜过大,不宜大于梁高的1/2。

# 8 煤泥水系统构筑物

# 8.1 一般规定

8.1.1  沉淀塔的支承结构应根据其高度、直径大小、抗震设防烈度和施工条件等因素确定。由于这种结构在地震作用下损坏较严重,故抗震设防烈度为7度及7度以上地区时宜优先采用钢筋混凝土支架。

8.1.2  浓缩池为一般选煤厂煤泥水系统常用构筑物。根据现行国家标准《煤炭洗选工程设计规范》GB 50359-2005有关规定要求,选煤厂必须设置事故煤泥水处理环节,我国选煤厂设计中常将多台浓缩机中某台设计成事故浓缩机,其型号与正常工作浓缩机相同互为备用,其浓缩池也相应相同互为备用,每一个都可为事故煤泥水水池。当然根据实际情况也可以单独设置事故煤泥水水池。

浓缩池池底位于地面以上采用钢筋混凝土结构或其他结构类型支承时称为架空式浓缩池;浓缩池池底、池壁坐落在地面上时称为落地式浓缩池。落地式浓缩池又可根据池壁埋深分为半地下式和地面式两种。池壁埋深大于壁高一半时称为半地下式。池壁埋深不大于壁高一半时称为地面式。一般浓缩池直径较大,池壁高度较低,底部为扁锥形状(坡度很小),矢高很小空间作用也小。分离式底板无法调整地基的不均匀沉降,较大的沉降差会造成底板接缝开裂渗漏煤泥水;较大的地基沉降差也会在架空式底板梁板内产生较大的附加应力,造成底板开裂。

8.1.3  浓缩池是煤泥水系统主要构筑物,规定浓缩池直径的模数,可以推动浓缩池设计走向定型化,有利于提高设计效率和质量,同时有利于施工模具定型化和重复使用。本规范采用的模数,是以我国多年来已建成的浓缩池为基础的。

8.1.5  落地式浓缩池可根据池壁埋入土中的深度、地下水位高低、直径大小等因素选择不同的结构形式。对位于地下水位以上且直径不大于15m的浓缩池可考虑采用素混凝土结构或砌体结构。根据多年的工程设计经验,当浓缩池直径大于或等于18m时采用钢筋混凝土结构经济、合理。当浓缩池直径大于或等于40m池壁高大于3m时,若采用钢筋混凝土结构,池壁厚度一般为350mm以上,配筋量也大;若采用预应力钢筋混凝土结构,池壁厚度及配筋均较经济、合理。例如我国特大型选煤厂平朔安家岭选煤厂50m直径浓缩池池壁采用预应力钢筋混凝土结构,池壁厚度仅为250mm,水平非预应力构造筋也较小。经济效果及使用效果良好。有抗震设防要求时,浓缩池不宜采用砌体结构。由于浓缩池是用来储存煤泥水的,在地震作用下,砌体结构延性很差极易损坏,故有抗震设防要求时不宜采用砌体结构。

8.1.6  选煤厂位于我国寒冷及严寒地区或风沙较大的地区,由于生产需要需将浓缩池围护时,在抗震设防区宜将顶盖及围护墙做成轻型结构。关于外围护结构是自成体系还是架设在浓缩池池壁上,应根据工艺布置及技术经济综合比较后确定。

8.1.7  一般落地式浓缩池地道顶部就是浓缩池分离式底板,且落地式浓缩池地道为地下结构,选煤厂浓缩池直径目前一般在50m以下,地道长不超过30m,且受温度影响不大,考虑到防水处理对其结构形式作此规定。

8.1.9  煤泥沉淀池池底板常采取的抗冲击措施一般是在刚性底板上做一层300mm~500mm厚的浆砌毛石或毛石混凝土。当清理煤泥设备破坏后可以方便地进行更换。

8.1.10  煤泥中硫、磷及水分对吊车栈桥柱腐蚀很大,尤其是钢柱。当吊车栈桥柱为钢结构时,应对距离地面至少0.5m范围内采取包裹混凝土(也可将钢柱下部混凝土支墩升高至地面以上0.5m)或其他防腐蚀措施。

8.1.11、8.1.12  按照现行国家标准《煤炭洗选工程设计规范》GB 50359-2005有关规定要求,一旦煤泥水管道支架出问题则会造成煤泥水管道损坏导致整个选煤厂停产,厂房外生产管路多以煤泥水管道为主,且管径较大荷载较重,煤泥水管道支架支承高度较高,故增加了对煤泥水管道支架的要求。

煤泥水管道支架之间无水平构件连接管道直接架设在支架上时称之为独立式支架。相反当支架间有水平构件连接时管道架设在支架间水平构件的横向构件上时称之为管廊式支架。当与其他管线并行时宜综合设置。

# 8.2 结构计算

8.2.1  本条温度作用包括壁面温差和湿差当量温差,两项不须同时考虑,应取较大的温差计算。湿差当量温差可按10°C考虑。本条中“活荷载”主要指工作平台活荷载及贮水构筑物顶层均布面荷载(均布活荷载和雪荷载不同时考虑);工况3结构的抗漂浮验算中之所以不把工作平台活荷载及贮水构筑物顶层均布面荷载和侧壁上的摩擦力计入,是因为在使用过程中这些荷载可能被移走,而侧壁上的摩擦力有可能随土体情况的变化发生变化,这种变化可能对结构抗漂浮产生不利影响。

8.2.2  煤泥水系统构筑物一般对裂缝宽度有限制或不允许有裂缝,不能采用考虑塑性内力重分布的分析方法或塑性绞线法、条带法等塑性极限分析方法。

8.2.4  在雨水较多地下水位较高的地区,当贮水构筑物采用分离式底板时,作为整体结构一部分的底板也存在抗漂浮问题。为引起重视单独提出本条要求。

8.2.5  选煤厂中贮水构筑物构件一般与水接触或与潮湿的土壤接触,故其环境类别为二a类或二b类,考虑使用后工作环境及钢筋混凝土的耐久性并与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010衔接,统一调整为0.2mm。

8.2.6  浓缩池等组合壳体侧壁与顶底板的边界约束较为复杂,根据不同的结构连接情况及构造做法可分别为:自由端(如无顶、底板情况,或顶板与侧壁端设有沥青滑动层)、铰接、弹性固定端、固定端等。不同的边界约束假定会使构件的内力分析和实际内力状况产生较大误差,不能真实地反映结构的受力状态。

8.2.7  圆柱壳的弹性特征系数是由H2/2rt=65时的状态推导而得。

# 8.3 构造规定

8.3.1  我国大部分煤中均含有对混凝土结构有害的硫、磷等元素,所以对与煤泥水直接接触的结构环境类别及混凝土强度等级等要求均有所提高。

8.3.4  设计中可以通过采用骨料级配混凝土、限制混凝土最低强度等级及施工中加强振捣等措施提高混凝土的密实性满足抗渗要求,同时粗骨料最大粒径不宜大于40mm,含泥量不得大于1.0%。同时构件表面的防水砂浆面层(特别是五层做法的20mm厚防水砂浆面层)对内部混凝土和钢筋的保护和阻水效果非常明显,且容易修补和更换。由于煤泥水泵房、管沟地道内很潮湿,渗漏水现象比较普遍,故对混凝土的抗渗作了不小于0.6MPa的最低规定。

8.3.5  地面式及架空式浓缩池、各种循环水池除受力及壁内外湿差等原因产生裂缝外,施工及使用过程中产生的外界气温变化也是造成池壁过早开裂和发展的重要原因。

8.3.6  煤泥水中含有氯、硫、磷等有害离子,加速腐蚀钢材,并对周围混凝土造成胀裂等破坏。预埋件锚筋贯通壁、板时会加剧混凝土内外通缝的形成,危害很大。根据对我国浓缩池及泵房的调查,由于大部分为露天环境及煤泥水的腐蚀,池壁顶环梁及外走道板开裂严重,造成钢材腐蚀,又加速了混凝土的胀裂剥离,故损害十分严重。简单地依靠增大混凝土保护层厚度很难满足耐久性的要求。近年来中国建筑科学研究院建筑工程材料及制品研究所研制的MS-601阻锈剂(掺入型)替代了进口产品,使用效果较好。

8.3.9  对浓缩池池壁厚度的规定一方面是参考已有的设计经验,另一方面也考虑到施工的方便和对施工质量的保证。

8.3.10  一般浓缩池中心柱直径均较大,其直径不是结构受力及构造决定的而是由工艺布置及设备决定的,其截面尺寸一般远超过受力要求,根据以往经验及有关规范、构造手册将浓缩池中心柱纵向钢筋最小配筋率作了调整。

8.3.11  柱间支撑是吊车栈桥纵向柱列主要抗侧力构件,当单元较长或8度抗震设防Ⅲ、Ⅳ类场地和9度抗震设防时,纵向地震作用较大,设置一道柱间支撑不能满足受力要求时,可设两道柱间支撑,但应注意不宜设在两端以避免温度应力过大。

最后更新: 8/23/2021, 10:53:27 PM