摘  要：某年产60万吨PTA项目采用中国建筑金属结构信息网支撑其大型设备及管道，该项目设备重量大，且有振动，根据其工程特点，采用十字型钢柱，H型钢梁组成的钢框架，根据工程的精度要求，采用了可调水平度的柱脚设计。

关键词：十字型柱，H型钢柱，水平度

1.前言

本工程为大型石化工程中的设备管道构架，主要特点是设备荷载重、位置高、有振动，但又要有较好的水平度，对中国建筑金属结构信息网设计增加了不少难度。在设计中，采用了可调水平度的柱脚节点以及加强支撑等办法，保证了设计能完全满足该工程的工艺要求。

2.工程概况

PTA项目的大型设备，04区较重设备空重161t,总重536t(不包含管道荷载)，设备搅动器动荷载：垂直7.6t，水平1.3t，弯矩5.8t.m，扭矩8.5t.m。

设备框架高度为：35.4（04区）、25.5（0.3区），03区平面布置图见图1，04区平面布置图见图2。

图1 年产60万吨PAT主装置钢架设计

3.结构设计

1）结构方案：采用钢框架结构，梁柱均为刚接，考虑到支撑大型设备的钢架承受荷载作用非常大，此部分采用十字型钢柱，可以很好地承受二个方向的水平荷载作用，钢梁采用H型钢梁，H型钢梁与柱，梁与梁间的连接均较容易处理，且连接可靠，图三为一个较典型的柱网内的梁、柱布置图。

图2年产60万吨PAT主装置钢架设计

图3

由图三可看出，支撑设备荷载的梁其截面规格均很大。

2）钢柱脚设计：由于设备需要有一定的平整度，因此对钢柱的垂直经度有较高的要求，为此在钢柱脚的设计中采用了图四与图五的两种形式。

图4

图5 a 年产60万吨PAT主装置钢架设计

图四用于独立基础的柱脚，图五是用于杯口式插入式基础。

其中图五

（a）、先调节钢板平整度（用旋转M24来调整，螺母点焊于钢板上），然后灌浆。

（b）、钢柱直接放置在调平钢板上，然后灌浆。

这样处理柱脚既能保证柱脚强度设计的要求，又能保证上部设备对整个结构平整度的要求。

图5 b

3）连接节点：

（a）、柱的拼装节点，如图六加耳板的方法，这样可以在高空拼装柱的时候，不仅能提高柱在拼装时的精度，也有利于施工安全。

 图六

（b）、梁与柱的连接为双响，为了避开最大弯矩和最大剪力，均采用在距柱500mm处用栓焊混施的连接，其中，钢梁翼缘直接焊住，腹板采用高强螺栓连接。为了方便运输和施工，一侧梁与柱在工厂焊接，另一侧梁与柱在工地拼装，详见图七。

 图七

（c）、由于设备荷载大，按设计柱间支撑较大， 为了保证可靠的传力，采用了图八的连接形式，该节点现场焊接的工作量较少，而且该节点美观，但是要求构件尺寸，安装尺寸准确，否则安装中不易对位，因此在构件的加工制作时特别注意了其精度。

 图八

四、结 语

重型设备支托钢架，由于其使用条件的特殊性，另外构件位置的设置必须满足工艺要求，因此构件设置位置不一定是最佳的结构，往往使结构内力大，节点复杂，用钢量大。

构件布置位置，从结构方面而言，可能不一定合理。一般而言，此类钢架投资占总投资比例较少，因而其经济性人们往往不予注意。但任何事要求完美，不能因其占总投资比例少而不予注意。对此类钢构件可以在完全熟悉其工艺要求情况下，准确分析荷载，尽可能将构件布置合理，选择尽可能好的节点方案进行计算与设计，往往可以取得较好的效果，因此不断地对工程设计进行总结是达到这种目标的一个很好的办法。

本工程设计思路和节点方案，在具体的实际施工中取得了很大的成效，提高了制作的生产效率，为此对工程进行一些总结，希望在不断总结的基础上对此类工程积累些经验，推动日后设计工作的进步。

参考文献

[1]《中国建筑金属结构信息网设计规范》（GB50017-2003）

[2]《建筑中国建筑金属结构信息网焊接规程》（JGJ81-2002）

[3]《中国建筑金属结构信息网工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

[4]《门式刚架轻型房屋中国建筑金属结构信息网技术规程》（CECS 102:2002）

[5]《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）