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8.6 结构设计


8.6.1  结构设计应根据工艺布置要求、生产特性以及工程地质条件等因素,选择技术先进、经济合理、安全适用的结构设计方案。

8.6.2  多晶硅工厂建(构)筑物的设计基准期应为50年。

8.6.3  多晶硅工厂建(构)筑物抗震设防划分,应根据生产规模、产品性状、生产特点、社会影响、停产损失和修复难度等因素确定,并应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的有关要求。主要生产装置建(构)筑物抗震设防类别应符合表8.6.3的规定。

表8.6.3  主要生产装置建(构)筑物抗震设防类别

    注:乙类建(构)筑物应按高于当地抗震设防烈度一度采取抗震措施。

8.6.4  多晶硅厂房设计应说明结构用途,在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构用途和使用环境。

8.6.5  设计荷载应符合下列规定:

    1  建(构)筑物楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值、准永久值系数应按生产实际情况确定,缺乏资料时,可按表8.6.5执行。

表8.6.5  建(构)筑物楼面均布活荷载

    注:1  表中带括号的标准值用于设备安装、检修分部件较大时;

        2  屋面用作楼面时,按楼面设计;

        3  屋面活荷载不与雪荷载同时计算;

        4  高低跨时,受施工影响,低跨屋面荷载可增加;

        5  屋面荷载尚应计算管道等悬挂设施的作用;

        6  表中所列荷载不包括隔墙自重;

        7  计算地震作用时,组合值系数按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。

    2  建(构)筑物的设备荷载标准值应根据设备条件确定。计算时可分解为永久荷载和可变荷载。

    3  当还原厂房根据工艺专业要求设置多台吊车时,计算竖向和水平荷载参与组合的吊车台数不宜多于2台,其荷载标准值应根据吊车工作级别乘以0.9~0.95的折减系数。

    4  动力设备的基础设计应按现行国家标准《动力机器基础设计规范》GB 50040的有关规定执行,各类动力设备的动力荷载及其分布位置应由设备制造厂商提供。

    5  搬运、装卸设备时的动力系数可取1.1~1.2。

8.6.6  材料选择应符合下列规定:

    1  材料选用应因地制宜,其性能应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046有关结构构件所处环境的要求;

    2  控制室、办公室等人员集中场所的建材及外加剂选用应符合现行国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325的有关要求。

8.6.7  建(构)筑物基础宜采用天然地基。遇有下列情况之一时,应采用人工地基:

    1  天然地基的承载力或变形不能满足建(构)筑物的使用要求。

    2  地基有良好的下卧层,经技术经济比较,采用人工地基比天然地基更为经济合理。

    3  地震区地基存在不能满足抗液化要求的土层;当采用人工地基时,宜对界区内进行整片处理。

    4  位于湿陷性黄土、膨胀土、冻胀土、盐渍土地区的建(构)筑物,应分别符合国家现行标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025、《膨胀土地区建筑技术规范》GB 50112、《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118及《盐渍土地区建筑规范》SY/T 0317的有关规定。

8.6.8  基础埋深应满足工艺、暖通、给排水等专业地下管道的要求;位于腐蚀区域时,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关要求。

8.6.9  多层厂房宜采用现浇钢筋混凝土框架结构或钢框架结构,单层厂房可采用门式刚架轻型钢结构或钢筋混凝土排架结构,大跨度屋盖宜采用轻型钢结构,设备基础可采用块式、墙式、箱形或框架式等结构形式。

8.6.10  结构布置应符合下列规定:

    1  厂房的柱网应整齐,并应符合建筑模数;次梁布置应规则,并应受力明确;

    2  厂房内的大型设备基础、独立构筑物、整体地坑等,宜与厂房柱基础分开设置;

    3  与厂房毗邻的建筑物,宜用伸缩缝与厂房分开设置;

    4  在高压缩性软土地基上的厂房,建筑物室内地面或附近有大面积堆料时,应计算堆料对建筑物基础的影响,并应对差异沉降采取措施;

    5  建(构)筑物沉降观测点设置应符合现行行业标准《建筑变形测量规范》JGJ 8的有关规定,并应按现行行业标准《建筑变形测量规范》JGJ 8的有关规定进行变形观测。

8.6.11  结构计算应符合下列规定:

    1  结构计算时应进行整体作用效应分析,对结构中受力状况特殊部位尚应进行更详细的分析;

    2  采用等效均布活荷载计算的生产厂房,宜采用普通结构力学方法计算板、梁、柱的内力。

8.6.12  构造要求应符合下列规定:

    1  混凝土结构梁、板、柱钢筋保护层厚度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相应环境类别取值。对腐蚀环境,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的规定。构件的混凝土保护层厚度应满足厂房相应防火等级的耐火极限要求。

    2  设备基础周边宜配置抗裂钢筋。基础顶面宜预留30mm~50mm厚度的找平层,宜采用水泥基灌浆材料二次浇灌。

    3  设备基础的地脚螺栓不应采用冷加工钢材。

    4  支撑工艺及供热外管的管架、管廊应根据电气专业划分的爆炸危险区范围确定防火区域,并应采取防火措施。

条文说明

8.6.1  结构设计方案的选择应以保证结构的整体稳固性为原则。在满足工艺生产要求的前提下,可按下列要求考虑:

    (1)选用合理的结构体系、构件形式和布置。

    (2)结构的平、立面布置尽量规则,各部分的质量和刚度宜均匀、连续。

    (3)结构的传力途径应简捷、明确,竖向构件宜连续贯通、对齐。

    (4)采用超静定结构,重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径。

8.6.2  多晶硅工厂各建(构)筑物的设计基准期为50年,即建(构)筑物结构的可变作用是按50年确定的。

8.6.3  多晶硅生产的主要装置均具有易燃、易爆、剧毒的特点,地震时引发的次生灾害对社会造成的危害较大,因此其抗震设防分类可定为乙类。乙类建(构)筑物应按比当地抗震设防烈度提高一度采取抗震措施,即地震作用按当地的抗震设防烈度计算,当抗震设防烈度为6度~8度时,提高一度考虑(如抗震等级的选取等),当为9度时,应具有更高的要求。与结构有关的如建筑、设备等专业亦应采取同等措施。

8.6.4  本条是强制性条文。多晶硅工厂各装置设计时一般都有明确的使用用途,当改变用途和使用环境(如改、扩建,超载使用,结构开洞,使用环境恶化等)时,会影响其安全及使用年限。任何对结构的改变均应经设计许可或技术鉴定,以保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能。现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中也将该内容列为强制性条文。

8.6.5  多晶硅的生产厂房,除还原厂房具有自身特点外,其他装置的结构设计与一般化工装置差别不大。对还原厂房,近年来由于生产规模不断扩大,还原炉体不断加大,相应重量也在加大,表8.6.5所列荷载仅指还原炉为24对棒~36对棒情况下的荷载。

    5  本款是在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的基础上,根据多晶硅厂房的生产特点进行了系数调整;搬运、装卸设备时的动力系数可取1.1~1.2,其动力作用只传至楼板、梁等支撑构件。

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多晶硅工厂设计规范 GB51034-2014
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