制浆造纸厂设计规范 [附条文说明] GB51092-2015 建标库

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10.1  一般规定

10.1.1  制浆造纸厂建(构)筑物的安全等级宜为二级。高度不小于200m的烟囱安全等级应定为一级。目前国内大型制浆造纸厂烟囱高度多为80m~150m;按照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008中A.1.1的有关规定,建筑工程抗震设计中的乙类建筑,安全等级宜定为一级,结构重要性系数宜为1.1。临时性建(构)筑物是指设计使用年限不大于5年的建筑。

10.1.2  制浆造纸厂的建(构)筑物,抗震设防分类宜定为标准设防类。按照现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223的有关规定,对下列建筑的抗震设防标准宜采取提高或降低的措施:

    (1)大型、特大型厂宜参照现行国家标准《轻工企业建筑抗震设防分类标准》QB6012-1996的有关规定,提高主要装置及控制系统和动力系统建筑的抗震设防标准。主要装置是指:造纸机、超级压光机、复卷机、涂布机、洗浆机、浆板机、汽轮机、碱炉等;所涉及的建筑是指:造纸车间、涂布车间、制浆车间、浆板车间、电站主厂房、锅炉房、碱回收车间燃烧工段及主控楼等。

    (2)对生产或使用剧毒、易燃、易爆物质的建筑,宜提高抗震设防标准。易燃、易爆物质可参照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定;火灾危险性类别为丙、丁、戊类建筑,当产生或使用易燃、易爆物质的量较少、不足以构成爆炸或火灾危险时,可根据实际情况确定其抗震设防类别。在制浆造纸厂中二氧化氯制备、臭氧制备、制氧站等车间应定为重点设防类。

    (3)无论规模大小的消防车库及值班用房,应按照现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008的有关规定,提高抗震设防标准。

    (4)储存物品的价值低、人员活动较少、无次生灾害的单层仓库,可降低其抗震设防标准,确定为适度设防类。

10.1.3  造纸机、涂布机、复卷机、超级压光机基础由刚度起控制作用的钢筋混凝土框架及其基础(包括桩)组成,上述设备高速运行时对地基变形有较高要求,基础或桩基的设计等级应确定为甲级。车速较高是指:造纸机、涂布机车速不小于1200m/min,复卷机、超级压光机车速不小于2000m/min;对非高速运行的造纸机、涂布机、复卷机、超级压光机基座基础,基础或桩基的设计等级视地质情况和车速可定为乙级或丙级,设计时宜与建筑物基础之间设沉降缝分开。在选址时应避免场地和地基条件复杂的厂址。当建筑物场地和地基条件简单、荷载差异不大、采用天然地基作基础持力层时,地基基础设计等级宜定为丙级,如:各类仓库、水处理的建构筑物等。

10.1.4  湿度较大区域是指正常生产时车间内相对湿度不小于75%的区域;目前正在运行的造纸车间,在湿部预应力大型屋面板有小石子下落且车间内湿部区的环境湿度较高,该部分环境类别应定义为二b类,与之相邻结构单元可定义为二a或一类环境;制浆车间(蒸煮、洗筛、漂白工段)和碱回收车间(蒸发、燃烧、苛化、提取、石灰回收工段)以及化学品制备等厂房建筑物和构筑物应根据使用环境条件、耐腐蚀性要求进行耐久性设计。

10.1.5  高速造纸机、涂布机、复卷机、超级压光机基础及汽轮机宜做动力分析,勘察单位应提供用于动力分析的地基动力特征参数。当采用天然地基时,应提供天然地基抗压刚度系数Cz(kN/m3);当采用桩基时,应提供桩周土当量抗剪刚度系数Cpr(kN/m3)和桩尖土当量抗压刚度系数Cpz(kN/m3)。

10.1.6  为保证设备的正常运行,造纸机、涂布机、复卷机、超级压光机的机架和基础[混凝土框架、基础(包括基桩)]应建二维或三维模型做结构动力分析,以满足生产设备厂商对机架节点振幅的要求;设备运行时会产生一定振动,基础与厂房基础、上部结构宜完全脱开,可避免其振动对建筑物产生一些非预期的损坏,亦可避免影响其他设施的正常运行;上述设备在生产工艺上对地基变形的控制有较高的要求,在设计中应注意;普通造纸机、复卷机、大型磨浆机等的混凝土基础,如工艺专业已确定建议的截面尺寸,即为参照已在正常生产的混凝土框架梁柱断面大小,未经系统的动力分析,不宜增减主要构件的截面尺寸,保证设备正常运行。

10.1.7  造纸车间、制浆车间等建筑物长期处于温、湿度较大的环境,宜采用耐久性较好的现浇钢筋混凝土结构;按照生产工艺及设备布置要求,造纸车间、涂布车间、制浆车间等采用侧向或竖向框排架结构体系,即二层以下及二层以上副跨采用框架结构、二层以上主跨采用排架结构,车间长度超过现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的伸缩缝最大间距,设伸缩缝(兼抗震缝)。当工艺要求部分结构单元长度超过规范规定的伸缩缝最大间距要求时,应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响;当设缝造成端部结构单元的刚度中心和质量中心不重合时,尤其是二层以上的楼层,属特别不规则的结构,应采取提高结构抗扭刚度(如设柱间支撑、转角墙肢等)、结构单元的角柱箍筋通长加密、纵筋适当放大以及沿外围框架梁加强纵向刚度与配筋等抗震措施;当结构单元整体分析时,层间位移角等控制性指标二层以下应按框架结构、二层以上可按排架结构设计;结构计算分析应采用整体分析,同时宜选取典型的几榀框排架结构进行平面受力分析,构件设计应采取两种计算分析结果的包络值,可参照现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB50191的有关规定。造纸车间的二层楼面以上,当为加快施工进度,业主要求采用钢结构形式,但由于上下二种材料的特性不一致时,设计时应考虑不利因素,结构体系在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011中没有规定,属于超规范设计,应按《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的有关规定。给水排水工程构筑物结构体系可参照现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的有关规定;热电站及其附属车间的结构体系可参照现行行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL5022和《小型火力发电厂设计规范》GB50049的有关规定。

10.1.8  车间内底层浆池、槽罐等设备基础宜与柱分开设计,柱与构筑物间宜留20mm~30mm缝,施工时可用聚苯乙烯挤塑板作为模板填充,当业主要求或其他特殊原因需要相连时,应将上述设备基础作为受力构件参与结构整体分析,并按计算结果进行构件设计。

10.1.9  造纸机、涂布机、复卷机、超级压光机的混凝土框架构件截面尺寸由刚度控制,截面尺寸较大,由于这些设备的重要性以及运行时的振动,参照目前设计的实际情况,对混凝土构件的最小配筋率提出了高于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定要求,框架梁柱最小配筋参照框架结构抗震等级应为一级控制,造纸机大梁的纵向钢筋支座和跨中一致,配筋率宜为0.65%~0.8%之间,设计时构件的配筋不应小于规范规定的相应抗震等级的最小配筋率要求。设备的混凝土框架梁的挠度、平整度要求应由设备厂商提供,设计和施工应满足要求。

10.1.10  造纸车间、化浆车间宜采用混凝土框排架结构体系,屋面宜采用钢桁架或实腹钢梁+轻钢彩板围护的屋面系统。当车间内无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车时,宜符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定,但钢梁的挠度不宜大于跨度的1/300;当车间内有起重量大于20t桥式吊车时,钢结构屋面应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定,每个结构单元应设置纵向水平支撑、横向水平支撑和刚性系杆形成空间稳定的结构支撑体系。

10.1.11  大面积堆载是指堆载宽度不小于15m、荷载不小于30kN/m2的区域。当地基土中有较厚的软土层时,应重视堆载对建筑物基础所产生的附加倾斜,并应进行相应的计算,采取相应措施,如:图中注明堆载范围、荷载限值,强调加强生产管理等。

10.1.12  目前设计楼板厚度较以前大,宜将原规范的吊点设在梁上荷载值不小于2.5kN提高到5kN;当板的厚度在150mm以上且采用双层配筋时,荷载值可提高到10kN。