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核電廠鋼格板設計選用及現場施工要求

來源:上海謙光 瀏覽:623 發布日期:2020-03-03

鋼格板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環境的特殊性,對核電廠鋼格柵的設計,包括荷載及荷載組合,抗震設計、固定節點設計和防護要求等提出了更高的的要求。鋼格板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。

一、核電廠鋼格板設計要求
1、鋼格板的設計荷載和荷載組合
鋼格板的設計荷載主要包括恒載、活載和地震荷載。鋼格板的設計恒載除了要考慮鋼格板的自重外還應包括可能存在的小型設備和管道、電纜及電纜橋架、風管及其支撐的自重。鋼格板的設計荷載包括考慮樓面荷載、堆積荷載、設備操作荷載、維修荷載的均布荷載。核電廠鋼格板設計需考慮地震荷載的作用,設計要求明顯高于民用鋼格板。
2、核電廠鋼格板的抗震設計
鋼格板作為鋼平臺的平臺板,需要根據鋼平臺的抗震要求考慮地震荷載的作用,保證平臺板在地震工況下滿足使用要求。鋼格板構件驗算時需考慮豎向地震荷載的作用,鋼格板固定節點設計時需考慮豎向地震荷載和水平地震荷載的作用。
鋼格板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V峰值,同時考慮多模態的影響還需乘以1.5的放大系數。
在進行地震作用計算時,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,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、核電廠鋼格板的選用及核算
鋼格板設計時一般根據板跨和荷載初步擬定承載扁鋼的截面及間距,優先選用國家標準(YBT4001.1-2007)中的標準鋼格板規格。如鋼格板有特殊要求(流通率等),而現有的規格無法滿足時,可根據需求設計承載扁鋼的截面及間距。
根據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強度、抗剪強度以及撓度進行驗算,并根據驗算結果對承載扁鋼的截面及間距進行調整。鋼格板盡量單跨布置,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內的荷載。
4、核電廠鋼格板固定節點設計
為了防止鋼格板墜落或者位移過大對周圍設備和管道造成損壞,核電廠鋼格板需通過有效的固定節點固定在支撐結構上。鋼格板與支撐結構常見的連接方式有焊接固定和安裝夾固定兩種。鋼格板經常會受人的走動或者機械的振動等動荷載作用,如果采用安裝夾固定方式固定,安裝夾的螺栓難免產生滑動而使鋼格板處于松動狀態,使結構存在安全隱患。因此設計核電廠鋼格板平臺板固定節點時,永久性和偶爾拆卸的鋼格板可采用焊接固定形式,焊縫連接永久固定,不會松脫,是最安全的固定方式,但焊縫會破壞鋼格板的防護涂層,并且修補時不便,有拆卸要求的鋼格板可采用在承載扁鋼間焊接節點板,通過螺栓與支護結構連接的固定固定方式。每件鋼格板的固定節點不少于4處。驗算固定節點時應同時考慮豎向地震荷載和水平地震荷載的作用。

鋼格板
二、核電廠鋼格板的布置和設計
核電廠設備和管線布置復雜、管線(包括核級管道)穿過鋼格柵平臺板的情況較多,因此鋼格板的分塊應根據管線開孔合理布置,并充分考慮開孔對鋼格板承載力的消弱影響。鋼格板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柵平臺板上。鋼格板中如有切口開孔,鋼格板余下的面積應能滿足設計荷載的要求。當鋼格板上開有較大的空洞時,需對鋼格板的承載力進行復核,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點。
確定鋼格板上穿管預留孔的尺寸時,要考慮鋼格板的加工和安裝偏差的影響,同時需考慮管線安裝偏差的影響。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板墜落產生危險,平臺鋼格板應沒有任何大于鋼格板凈空間隙的缺口,并且鋼格板的凈空間隙不能讓直徑35毫米的球體通過下落。在工作平臺下方有人活動時,鋼格板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的措施保證同等的安全。
鋼格板設計時,板間及板到墻邊要預留出適當的間隙,避免因加工和安裝偏差導致鋼格板無法正常安裝。
三、核電廠鋼格板防護要求
核電廠的工作環境較復雜,當鋼平臺受高溫作用或位于輻照控制區時,鋼格板表面的保護層需滿足相應環境的要求。


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