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核電廠鋼格柵的設計

作者:逍迪絲網(wǎng) 發(fā)布時間:2021-01-26

 



 鋼格柵是一種承載扁鋼與橫桿按照一定的間距正交組合,通過焊接或壓鎖加以固定的開敞式鋼構件。鋼格作為核電廠房中常用的鋼構件,多用做核電廠鋼平臺的平臺板,其特殊的核安全敏感性及工作(job)環(huán)境的特殊性(particularity),對核電廠鋼格的設計(Design),包括荷載及荷載組合,抗震設計、固定節(jié)點設計和防護要求等提出了更高的的要求。

  一、鋼格柵設計要求
1、鋼格柵的設計(Design)荷載和荷載組合
鋼格柵的設計荷載主要包括恒載、活載和地震荷載。鋼格柵的設計恒載除了要考慮鋼格柵的自重外還應包括可能存在的小型設備(shèbèi)和管道、電纜及電纜橋架、風管及其支撐的自重。平臺鋼格柵的設計荷載包括考慮樓面荷載、堆積荷載、設備操作荷載、維修(wéi xiu)荷載的均布荷載。核電廠鋼格柵設計需考慮地震荷載的作用,設計要求明顯高于民用鋼格柵。
2、鋼格柵的抗震設計(Design)
鋼格柵作為鋼平臺的平臺板,需要根據(jù)鋼平臺的抗震要求考慮地震荷載的作用(role),保證平臺板在地震工況下滿足使用要求。鋼格柵構件驗算時需考慮豎向地震荷載的作用,不銹鋼(不銹耐酸鋼)鋼格柵固定節(jié)點設計時需考慮豎向地震荷載和水平地震荷載的作用。
鋼格柵驗算中的地震荷載計算多采用等效靜力法,其地震加速取值通??扇∠鄳獦敲娴姆磻?reaction)譜峰值,同時考慮(consider)多模態(tài)的影響還需乘以1.5的放大系數(shù)。
在進行地震作用(role)計算時,無論水平方向還是豎向方向的地震作用,恒載荷均全部轉換成結構質量(Mass),計算水平地震作用時,將25%的活載荷轉換成結構質量,計算豎向地震作用時,將全部的活載荷轉換成結構質量。
3、鋼格柵的選用及核算
鋼格柵設計(Design)時一般根據(jù)板跨和荷載初步擬定承載扁鋼的截面及間距,優(yōu)先選用國家標準中的標準鋼格柵規(guī)格(specifications)。如鋼格柵有特殊要求,而現(xiàn)有的規(guī)格無法滿足時,可根據(jù)需求設計承載扁鋼的截面及間距。
根據(jù)初步擬定的承載扁鋼布置,對各個荷載組合作用下承載扁鋼的抗彎能力(strength)、抗剪強度以及撓度進行驗算,并根據(jù)驗算結果對承載扁鋼的截面及間距進行調(diào)整。鋼格柵盡量單跨布置,所有荷載性能的計算僅考慮承載扁鋼的作用而忽略橫桿,取單根承載扁鋼進行驗算時,其上荷載取承載扁鋼中心間距寬度板帶范圍(fàn wéi)內(nèi)的荷載。
4、鋼格柵固定節(jié)點設計
為了防止鋼格柵墜落或者位移過大對周圍設備和管道造成損壞,核電廠鋼格柵需通過有效的固定節(jié)點固定在支撐結構(Structure)上。鋼格柵板又叫鋼格板,格柵板是用扁鋼按照一定的間距和橫桿進行交叉排列,并且焊接成中間帶有方形格子的一種鋼鐵制品,主要用來做水溝蓋板,鋼結構平臺板,鋼梯的踏步板等,橫桿一般采用經(jīng)過扭絞的方鋼。鋼格柵與支撐結構常見的連接方式有焊接固定和安裝(ān zhuāng)夾固定兩種。鋼格柵經(jīng)常會受人的走動或者機械(machinery)的振動等動荷載作用(role),如果采用安裝夾固定方式固定,安裝夾的螺栓難免產(chǎn)生滑動而使鋼格柵處于松動狀態(tài),使結構存在安全(safe)隱患。因此設計核電廠鋼格柵平臺板固定節(jié)點時,永久性和偶爾拆卸的鋼格柵可采用焊接固定形式,焊接縫連接永久固定,不會松脫,是最安全的固定方式,但焊縫會破壞鋼格柵的防護涂層,并且修補時不便,有拆卸要求的鋼格柵可采用在承載扁鋼間焊接節(jié)點板,通過螺栓與支護結構連接的固定固定方式。每件鋼格柵的固定節(jié)點不少于4處。驗算固定節(jié)點時應同時考慮豎向地震荷載和水平地震荷載的作用。
二、鋼格柵的布置和設計
核電廠設備和管線布置復雜、管線穿過鋼格平臺板的情況較多,因此鋼格柵的分塊應根據(jù)管線開孔合理布置,并充分考慮(consider)開孔對鋼格柵承載力的消弱影響。格柵板規(guī)格互鎖免焊鋼格板的兩個方向全部是扁鋼,先在扁鋼上沖孔或槽口,再將的扁鋼上穿入扁鋼預制的槽口內(nèi),在扶住鎖緊,該產(chǎn)品美觀,但是強度不高。鋼格柵平臺板上下的設備和管線應連接在相應的輔助結構上,不應直接連接在鋼格平臺板上。鋼格柵中如有切口開孔,鋼格柵余下的面積應能滿足設計荷載的要求。當鋼格柵上開有較大的空洞時,需對鋼格柵的承載力進行復核(審查核對),無法滿足要求時可在開孔周圍增加輔助次梁,必要時還需在輔助次梁上增設固定節(jié)點。
確定鋼格柵上穿管預留孔的尺寸時,要考慮鋼格柵的加工和安裝(ān zhuāng)偏差的影響,同時需考慮管線安裝偏差的影響。冷鍍鋅格柵板由負載扁鋼和橫桿按一定間距經(jīng)緯排列,在高壓電阻焊機上焊接而成原板,經(jīng)切割、切口、開孔、包邊等工序深加工,表面冷鍍鋅處理,研制成客戶所需要的產(chǎn)品。如果管道有震動,需另外預留出滿足要求的間隙。為了防止物體通過平臺鋼格柵墜落產(chǎn)生危險,平臺鋼格柵應沒有任何大于鋼格柵凈空間(Space)隙的缺口,并且鋼格柵的凈空間隙不能讓直徑35毫米的球體通過下落。在工作(job)平臺下方有人活動時,鋼格柵的凈空間隙不能讓直徑20毫米的球體通過下落,否則應采取其他適當?shù)拇胧┍WC同等的安全。
鋼格柵設計時,板間及板到墻邊要預留出適當?shù)拈g隙,避免因加工和安裝偏差導致鋼格柵無法正常安裝。
三、鋼格柵防護要求

核電廠的工作(job)環(huán)境較復雜,當鋼平臺受高溫作用或位于輻照控制區(qū)時,鋼格柵表面的保護層需滿足相應環(huán)境的要求。  

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