摘要：對(duì)某垃圾焚燒發(fā)電廠事故進(jìn)行了分析，認(rèn)為在存在較大側(cè)向荷載且樓板剛度較小的情況，樓板平面內(nèi)應(yīng)力不容忽視，須根據(jù)有限元計(jì)算確定內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)并加強(qiáng)構(gòu)造。為類似工程提供參考。
　　關(guān)鍵詞：側(cè)向荷載樓板平面內(nèi)應(yīng)力有限元分析
　　一工程概況
　　浙江某垃圾焚燒發(fā)電廠，為現(xiàn)澆鋼筋砼排架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防6度，基本風(fēng)壓0.6kN/m2。綜合主廠房由四大部分組成：垃圾卸料平臺(tái)、垃圾池、焚燒間、煙氣凈化間�？偪缍�109米，縱向長(zhǎng)度70米，平面圖如圖一所示。屋頂采用鋼屋架結(jié)構(gòu)，總高度38米。右側(cè)垃圾卸料平臺(tái)為兩層，7米以下為多跨框架，7米以上為單跨排架，與垃圾池整體澆注在一起，焚燒跨左側(cè)采用鋼格構(gòu)柱，屋頂鋼屋架鉸接。左側(cè)煙氣凈化間分縫脫開(kāi)。剖面如圖二所示。結(jié)構(gòu)采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25。

　　二、出現(xiàn)問(wèn)題及分析
　　本工程于2003~2004年設(shè)計(jì)施工，投產(chǎn)后不久，即出現(xiàn)垃圾池變形。垃圾池南北兩側(cè)池壁外鼓，框架梁及框架柱均變形嚴(yán)重，被巨大的剪力剪斷。
　　垃圾池內(nèi)堆積大量垃圾，會(huì)對(duì)垃圾池壁產(chǎn)生比較大的側(cè)向壓力。根據(jù)CJJ90-2009生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范，垃圾池應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，宜與垃圾焚燒主廠房結(jié)構(gòu)分開(kāi)。如果采用此方案，形成一個(gè)獨(dú)立敞口的池子，首先要增設(shè)兩排柱子，使廠房排架柱和垃圾池間形成狹長(zhǎng)通道，即浪費(fèi)占地面積，又不便布置建筑和工藝設(shè)備；此外為保證池壁剛度，池壁厚度須按高度的1/20取值，由于垃圾池高度在20米左右，而且長(zhǎng)度達(dá)幾十米，垃圾池的鋼筋混凝土用量會(huì)非�？捎^。故垃圾池多采用與卸料平臺(tái)整澆，以垃圾池四周的樓板作為垃圾池壁的支撐，可將垃圾池壁視為連續(xù)板，減小池壁的計(jì)算高度，這樣可大幅減小壁厚及鋼筋用量。

 
　　本工程原設(shè)計(jì)將垃圾池周圍的樓板采用剛性樓板假定，降低了垃圾池壁的計(jì)算高度，也忽略了樓板平面內(nèi)內(nèi)力。采用垃圾池壁厚250mm，扶壁柱截面400×400mm，框架梁截面250×300，外側(cè)框架柱截面400×700，樓板厚度120mm，樓板配筋單向一級(jí)ø8@200。
　　如果將7米樓板作為垃圾池壁的支撐，則樓板承受巨大的側(cè)向荷載，形成了一個(gè)深梁，須滿足深梁構(gòu)造，本工程板厚及配筋均不符合深梁要求，沒(méi)有配筋的樓板起不到承受荷載的作用。
　　

　　 采用etabs對(duì)工程進(jìn)行有限元分析，樓板中應(yīng)力如圖三所示。由圖可見(jiàn)，垃圾池左右兩側(cè)，由于樓板較寬，樓板內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力，外側(cè)為拉應(yīng)力，垃圾池上下兩側(cè)，由于樓板僅有1.6米寬，樓板中Y向?yàn)榫薮蟮膲簯?yīng)力，X向?yàn)檩^大的拉應(yīng)力。圖四為7米平臺(tái)框架梁軸力圖，在垃圾側(cè)向荷載作用下，上下1.6米寬的樓板按深梁計(jì)算，致使外側(cè)框架梁軸力達(dá)1800kN，樓板和框架梁均需要極大的配筋。垃圾池上下外側(cè)框架柱彎矩見(jiàn)圖五。如圖所示，垃圾池傳至框架柱上有非常大的彎矩和剪力。
　　由計(jì)算結(jié)果可以看出，垃圾池存在巨大的側(cè)向推力，本工程墻厚250mm，扶壁柱長(zhǎng)細(xì)比達(dá)150，其平面外剛度可忽略不計(jì)。則側(cè)向荷載首先傳至樓板，由于樓板厚度僅120mm，且單向配筋一級(jí)ø8@200，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到受力要求，故樓板首先破壞，然后上千千牛的側(cè)向荷載傳至250×300mm的框架梁和400×700的框架柱，導(dǎo)致梁柱接連被剪斷。
　　此后的昆山一期二期垃圾焚燒發(fā)電廠，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將垃圾池周圍樓板加厚至200mm，雙層雙向配筋，形成一個(gè)封閉的深梁。由于樓板自身剛度足夠大，大幅減小了框架所受荷載，滿足了設(shè)計(jì)要求。如今工程已經(jīng)投產(chǎn)，未出現(xiàn)類似事故。
　　三結(jié)語(yǔ)
　　在垃圾焚燒發(fā)電廠廠房項(xiàng)目中，垃圾池的布置使結(jié)構(gòu)變得很不規(guī)則。如果將垃圾池與主體結(jié)構(gòu)整體澆注，則垃圾池側(cè)向荷載在樓板中產(chǎn)生的平面內(nèi)內(nèi)力不容忽視，須進(jìn)行有效分析，確定內(nèi)力值，并將樓板按深梁構(gòu)造，配筋須滿足計(jì)算及構(gòu)造要求。
　　
　　參考文獻(xiàn):
　　[1]劉美琴，城市垃圾發(fā)電項(xiàng)目主廠房結(jié)構(gòu)介紹。建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　[2]CJJ90-2009，生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范。
　　

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