17.2 A类焦炉基础抗震鉴定

17.2.2～17.2.6 抗震构造要求主要根据焦炉基础构架的结构形式、受力特点及对震害的分析结果给出的：
    1 焦炉基础构架是空间框架结构，具有较大刚度的整片式钢筋混凝土底板(内含纵横向基础梁)和顶板(包括横向框架梁)，整体性很好。为减少由基础顶板的温度变形在框架中产生的内力，位于中间区域的横向框架，边柱上下端为铰接，中间柱上下端为固接；位于焦炉两端的横向框架，边柱同上，中间柱为上固下铰形式。地震作用下横向振动时，构架式基础犹如单质点体系，集中在基础构架顶部的炉体及其物料等自重所产生的横向水平地震力作用于基础构架上部。纵向振动时，基础构架、炉体、抵抗墙和拉条组成的整体振动体系，作用于基础构架上的纵向水平地震作用为炉体及其物料等自重所产生的纵向水平地震作用与由此地震作用产生于抵抗墙的斜梁到水平梁部位的支承反力之差值。
    基础构架在上述横向或纵向水平地震作用下，固接柱的上下两端由原来静力下的中心受压变为偏心受压(对中排柱)，或使原来的偏心受压增大偏心距(对非中排柱)，其结果均使混凝土受压区应力增大而可能导致挤压破坏；非中排固接柱，还可能受压弯产生斜向开裂。根据计算，下端组合弯矩大于上端，故下端破坏重于上端，这与唐山市焦化厂焦炉基础构架固接柱的震害一致。为避免这些震害，需满足框架柱的构造要求，保证其延性发展。
    铰接柱在静力作用下为中心受压，按理也不会因水平地震作用而增大压应力，但唐山市焦化厂焦炉基础的边排铰接柱却有较严重的震害，分析原因如下：
    1)在焦炉基础构架设计中，考虑顶板受热伸长后边柱外倾，为避免铰接柱柱顶内侧边缘与梁底发生局部接触而出现混凝土局部挤压，一般在柱顶与梁底之间设有足够厚的钢垫板；同样为避免铰接柱下端的侧面与基础杯口局部接触而出现挤压破坏，在基础杯口与柱之间留有间隙并用沥青玛珶脂填塞。但唐山市焦化厂的焦炉基础框架梁梁底与铰接柱顶面之间无钢垫板，间隙很小，则在横向水平地震作用的反复作用下柱顶截面内外侧混凝土因受局部挤压而劈裂、剥落。梁底受局部挤压也可能出现劈裂；同样，在纵向水平地震的反复作用下使柱顶前后侧受局部挤压；而柱与基础杯口的接触使柱改变铰接状态而形成横向水平力作用下的嵌固点，边柱变成压弯构件，因而造成柱下端混凝土的开裂、压酥、剥落。
    2)遭受严重破坏的中间柱(固接柱)，承载能力降低甚至退出工作，垂直荷载转而由其他柱(包括铰接柱)分担，使这些柱的压力增大。
    3)其他原因，如焦炉炉体在水平地震作用下，倾覆力矩使边排柱轴压力增大。为避免铰接柱的震害，除中间柱要满足框架结构的要求使其不因破坏而导致铰接柱增加垂直荷载外，还应使铰接柱顶面与梁底面之间及铰接柱下端与杯口之间在温度变形稳定以后尚有足够的残留空隙。参照震害调查中的纵、横向侧移量，按侧移50mm计，采用通常的构架柱高度、截面尺寸及杯口深度作了推算，并适当留有余地，规定了残余空隙限值的要求。
    2 为保证抵抗墙通过纵向拉条达到与焦炉炉体、基础构架共同工作，纵向拉条必须保持其受力状态。
    焦炉基础与其四周炉端台、炉间台以及机侧和焦侧操作台之间所设置的滑动支座或滚动支座，应能正常滑动或滚动。这既是正常工作条件下为减少基础构架及其四周建筑物的温度应力所需，也是为了在地震中利用滑动(滚动)支座起隔震作用，从而减小结构的地震作用。在正常使用荷载、温度变形下曾出现过由于滑动支座失效而使炉间台楼盖边梁被推断的恶性事故(太钢焦炉)。这类滑动(滚动)支座如果失效，对构架式基础的震害影响很大，应引起重视。当然，必须防止滚动支座脱落，毛儿山焦炉震害中就曾出现过轴辊有半端脱落的情况。
    唐山市焦化厂焦炉基础的震害调查中发现，安装于端部基础构架柱上的角钢件与相邻的抵抗墙柱之间的间隙为36mm时，震后抵抗墙柱表面留有明显的碰撞后的角钢痕迹；当间隙为30mm时，抵抗墙柱的混凝土局部被撞掉，这是纵向振动的结果。在横向，炉柱套靴与分烟道顶部边缘之间原有约30mm的距离，震后发现炉柱套靴上留有被碰撞的痕迹。侧移量与烈度大小、基础构架侧移刚度相关，参考防震缝的一般要求，取50mm。