火电厂汽机房屋面及屋架方案研究

王春利 WANG Chun-li；张昱 ZHANG Yu

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司，青岛 266100）

（Qingdao Hongrui Electric Power Engineering Consulting Co.，Ltd.，Qingdao 266100，China）

摘要： 本文对几种常用的汽机房屋盖方案进行了对比，提出了合理的屋面+屋架体系组合方案。

Abstract: This thesis proposes the appropriate solution of roof covering plus roof truss by comparing some common solutions of the roof of turbine buildings.

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关键词 ： 火力发电厂；汽机房屋盖；屋面；屋架

Key words: thermal power plant；the roof of turbine buildings；roof covering；roof truss

中图分类号：TU271.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0069-02

作者简介：王春利（1962-），男，河北乐亭人，本科，高级工程师，公司总经理，主要从事发电厂技术咨询、设计等工作，研究方向为电厂技术方案研究策划。

0 引言

火力发电厂主厂房内布置有汽轮发电机组、重要辅机等电厂核心设备，而汽机房屋盖体系是主厂房结构系统中的重要组成部分。汽机房屋盖除本身承受竖向荷载外，还传递水平力。

为保证电厂的稳定可靠运行，汽机房屋盖应作为重要结构进行专项研究，在技术可行、安全可靠的前提下，兼顾经济、耐久、防火等多种功能。由于屋盖本身的复杂性，需建筑与结构相互配合以达到屋盖体系的整体优化。另外，由于汽机房跨度较大，屋面形式以及支撑体系的选取对结构性能和造价也有着重要的影响。

本文以浙江省某200MW燃气蒸汽联合循环机组为例，论述汽机房屋面形式与屋面支撑体系。该工程为双燃机房+汽机房+辅机楼形式，汽机房+辅机楼采用框排架结构体系。汽机房排架跨度35m，汽机房轨顶标高19.5m，屋架下弦22.50m。50年基本风压值为0.35kN/m2，抗震设防烈度为6度，场地类别为II类，框架抗震等级按二级设计。

1 汽机房屋面布置方案选取

1.1 汽机房屋面常用的几种方案 ①压型钢板底模现浇混凝土板屋面：是常见屋面结构形式，具有结构整体性能好、强度高、承载力大、耐久性能优越、自重大等特点。②复合（保温）压型钢板轻型檩条屋面：两层压型钢板、中间加保温棉的一种构造形式。压型钢板采用高效耐腐的镀铝锌钢板，在相似环境下，同等锌层厚度的镀铝锌钢板的寿命是镀锌钢板的4倍。③压型钢板底模+轻质陶粒混凝土现浇屋面：同样具有结构整体性能好、强度高、承载力大、耐久性能优越等特点。同时，屋面建筑结构自重较小。④大型预制混凝土板屋面：为大型预制混凝土板，工厂制造，现场吊装，具有施工周期短、承载力大、整体性稍差等特点。⑤大型预制轻型混凝土板屋面：为大型预制轻型混凝土板，工厂制造，现场吊装，同样具有施工周期短、承载力大、整体性稍差等特点。

1.2 汽机房屋面几种方案性能对比 从抗震设计以及减少屋面结构用钢量看，屋面板宜采用轻型结构。通过以上对比，汽机房屋面推荐采用自重较轻、整体性强、承载力强、防水性较好的压型钢板底模+轻质陶粒混凝土现浇屋面。

2 汽机房屋盖结构体系选取

2.1 汽机房屋盖常用的几种结构体系 汽机房屋盖结构体系一般由屋架、屋面支撑体系、檩条及屋面板组成。目前火力发电厂汽机房屋盖结构型式主要有梯形钢屋架加支撑有檩体系、实腹钢梁加支撑有檩体系以及钢管结构空间桁架有檩体系。

2.1.1 梯形钢屋架加支撑有檩体系：目前国内火力发电厂普遍采用的结构型式。钢屋架为满足平面外稳定及传递水平荷载的要求，在上、下弦均应设置纵、横向水平支撑，按要求设置纵向垂直支撑。钢屋架为平面受力体系，一个薄弱部位的破坏，就会造成整个结构倒塌，整个体系的抗震性能不佳。钢构件节点多、杆件规格的品种多、施工制作麻烦、焊接工作量大、吊装时侧向刚度弱、有时需设置临时支撑。

2.1.2 实腹钢梁加支撑有檩体系：目前国内火力发电厂普遍采用的结构型式。汽机房屋面采用实腹钢梁时，由于实腹钢梁平面外稳定性较差，需设置支撑系统来传递水平力。结构简单、传力明确、拼接方便，加工、焊接工作量小。在同样的屋内净空要求下，屋面标高可大大小于屋架及管桁架结构。缺点是在较大荷载作用下屋面结构会产生较大变形。

2.1.3 钢管结构空间桁架有檩体系：空间桁架的使用，解决了平面桁架在加工制作、安装起吊过程中平面外刚度差和平面外挠曲等问题，其运输安装费用比其它桁架低，维护费用明显低于桁架。另外由于其顶面的宽度，大大减少了檩条的计算跨度，节省用钢量、减轻重量。缺点是节点的连接设计施工较复杂，但随着多维数控切割技术的发展，难点已逐渐被克服。

2.2 汽机房屋盖结构体系性能及经济对比 从表2、表3分析可以看出，钢管结构空间桁架屋架从结构合理性及运输方面都有一定优势，虽然加工方面要求较高，但随着新技术的发展，难点已被克服。另外，在经济性方面，钢管结构空间桁架屋架比其它两者少出40%左右的用钢量。用钢量主要减少在两个方面：由于檩条计算跨度变小，檩条用钢量减少；主要是垂直支撑，水平支撑设置较少，同样节省了很多钢材。钢管结构空间桁架屋架体系在经济上更加合理。

3 结论

综上所述，压型钢板底模+轻质陶粒混凝土现浇屋面具有自重较轻、整体性强、承载力强、防水性较好等优势；钢管结构空间桁架有檩体系具有结构合理、自重轻、安装运输方便、经济合理等优势。因此，汽机房屋盖体系建议采用压型钢板底模+轻质陶粒混凝土现浇屋面+钢管结构空间桁架有檩体系方案。

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参考文献：

[1]夏宏君，张爱中.火力发电厂汽机房屋面网架与钢屋架体系的综合比较[J].武汉大学学报（工学版），2004（z1）.

[2]张晓红.汽机房屋面结构选型分析[J].浙江电力，2008，6.

[3]唐柏鉴，姜朋明.网格屋盖结构柱顶隔震技术的参数分析[J].四川建筑科学研究，2007（05）.