【行业标准】 石油化工焦炭塔框架设计规范

ICS91.080
备案号：J1512-2013
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3079—2012
代替SH3079—96
石油化工焦炭塔框架设计规范
Design specification for frame structureofcokccolumninpetrochemicalindustry2012-11-07
2013-03-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
规范性引用文件
主要符号
3.1作用和作用效应
3.2几何参数.·
3.3计算系数及其他
4基本规定
4.1一般规定
4.2结构型式
4.3材料
5荷载和地震作用
5.1荷载分类
5.2平台活荷载
设备及管线的介质荷载
风荷载·
5.5地震作用·
6结构计算
6.1一般规定
6.2构件承载能力极限状态计算...7地基与基础
构造要求
本规范用词说明
附：条文说明
SH/T3079—2012
SH/T3079—2012
Foreword
Normativereferences*
3Major symbois
3.1Loads and load effects
Geometry properties...
Contents
Calculationfactors and other coefficients*Basicrequirements
General requirements*
Structural system
Materials
Loadsandseismicaction*
Loadtypes
Live loads on platforms.
Weight of operating contents in vessels and piping\5.3
Windloads.
Seismic action*
Structuralanalyses
6.1Generalrequircments
6.2Strength requirements for structural members7Subgrade and foundations'
Detailing requirements...
Explanation of wording in this specificationAdd:Explanation of articles**.I
SH/T3079—2012
根据国家发展和改革委员会办公厅《2008年行业标准项目计划》（发改办工业[2008]1242号）的要求，规范编制组广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，修订本规范。本规范共分8章。
本规范的主要技术内容是：石油化工焦炭塔框架设计的基本规定、荷载和地震作用、结构计算、地基与基础和构造要求等。
本规范是在SH3079一1996《石油化工企业焦炭塔框架设计规范》的基础上修订而成，修订的主要技术内容是：
修改了焦炭塔风荷载整体体型系数取值：增加了型钢混凝土的内容；
-根据现行国家规范和原规范在执行过程中各有关单位反馈的意见，对原规范进行了全面修订和补充。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站通迅地址：河南省洛阳市中州西路27号邮政编码：471003
话：0379-64887187
真：0379-64887187
本规范主编单位：中国石化工程建设有限公司通迅地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101
本规范主要起草人员：刘洪坤冯春梅押现中
黄左坚
本规范主要审查人员：王松生邱正华嵇转平
黄月年朱毅
李云忠
本规范1996年首次发布，本次为第1次修订。聂向东
李立昌
许兰生
健何国富
汪宁扬
刘德文
张旭卉
1范围
石油化工焦炭塔框架设计规范
SH/T3079—2012
本规范规定了石油化工焦炭塔框架结构设计的基本规定、荷载和地震作用、结构计算、地基基础、构造要求等。
本规范适用于延迟焦化装置焦炭塔框架（不包括出焦井架和楼梯间或电梯井架）的结构设计。2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。GB/T700
GB/T1591
GB50009
GB50010
GB50011
GB50046
GB50135
GB50453
碳素结构钢
低合金高强度结构钢
建筑结构荷载规范
混凝土结构设计规范
建筑抗震设计规范
工业建筑防腐蚀设计规范
高耸结构设计规范
石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准JGJ138—2001
型钢混凝土组合结构技术规程
石油化工构筑物抗震设计规范
SH/T31472
3主要符号
下列符号适用于本规范。
作用和作用效应
第1层框架梁标高处的风荷载标准值Fi2
-钢架第1层平台标高处的风荷载标准值：一正常操作时重力荷载标准值：Gk
停产前状态的重力荷载标准值：停产检修时的重力荷载标准值：-活荷载标准值：
垂直于焦炭塔表面的风荷载标准值：结构构件承载力的设计值：
结构构件荷载效应组合的设计值（包括组合的弯矩、轴向力和剪力的设计值）：溜槽操作荷载标准值：免费标准下载网bzxz
基本风压。
3.2几何参数
第层框架梁、柱和栏杆的挡风面积之和；钢架第i层迎风面挡风面积之和：Do一一设备外直径（包括保温层厚度）：SH/T3079—2012
钢筋直径：
柱净高；
梁截面高度；
柱截面长边尺寸：
焦炭重度；
溜槽的容积。
3.3计算系数及其他
YEh'YE
焦炭下卸时的冲击系数；
重力荷载分项系数；
活荷载分项系数；
风荷载分项系数；
分别为水平和竖向地震作用的分项系数；二结构构件的重要性系数；
二Z高度处的风振系数；
风荷载增大系数；
风荷载整体体型系数；
乙高度处的风压高度变化系数；风荷载组合值系数；
活荷载组合值系数：
二脉动增大系数：
凤压脉动和风压高度变化等的影响系数；1-振型、结构外形的影响系数。基本规定
般规定
焦炭塔框架的建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。抗震设防烈度为6度及以上地区的焦炭塔框架应进行抗震设计。焦塔框架的抗袭设防类别应为GB50453规定的乙类。
4.1.3焦炭塔框架的抗震等级应按SH/T3147《石油化工构筑物抗震设计规范》确定，框架高度应取焦炭塔顶到地面的距离。
4.2结构型式、）-
4.2.1焦炭塔框架宜采用现浇钢筋混凝土结构或型钢混凝土组合结构。框架的毂与柱连接范点均应采用刚接4.2.2
4.2.3框架的柱网、层高、平台的梁板布置与开孔等，除满足工艺和结构设计的要求外，还应满足设备安装和检修的要求。
4.2.4支承焦炭塔的框架顶层，应采用钢筋混凝土或型钢混凝土开孔的平板。平板上开孔直径与柱距之比不宜超过0.85；板厚不宜小于柱截面高度，净跨与板厚之比不宜大于6。4.3材料
4.3.1混凝土强度等级应满足混凝土结构的耐久性要求，并应符合下列规定：a)
钢筋混凝土框架、型钢混凝土框架不应低于C30：基础不应低于C25，垫层宜采用C10。普通钢筋宜采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋：普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用4.3.2
SH/T3079—2012
HRB400级热轧钢筋，也可采用HRB335级热轧钢筋：箍筋宜选用HRB335、HPB235级热轧钢筋。4.3.3结构抗震等级为一、二级时，框架中纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与届服强度实测值之比不应小于1-25：钢筋的屈服强度实测值与强度标准值之比不应小于1.3：且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。4.3.4型钢混凝土组合结构构件的型钢材料宜采用Q235;-以及Q345。其质量标准应分别符合GB/T700和GB/T1591的规定。钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。4.3.5地脚螺栓应满足设备的要求。5
荷载和地震作用
荷载分类
框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载。永久荷载应包括结构自重、固定的设备重力荷载和框架上的钢架自重等，表5.1.2永久荷载
1焦炭塔设备自重
2增体保温重
荷载内容
3工部钢架上的设备重、管道重（包括管道自重、保滥重）平台及钢梯自重”A上部钢架自重
5糖架上卸焦炭的溜植重和卸焦炭塔底盘小车重（或自动卸盖机构重）6-钢架和混凝土框架结构自重b
！焦炎塔的钢平台及钢梯重力荷载标准值，可按1.0kN/m（水平投影面积）计算着吊车轨道支撑在框架上，应考虑储焦池的吊车重。5.13可交荷载可包括平冶活荷载、设备及管线的介质荷载、风荷载等。5.2
平台活荷载
汗算框架及平台时，
计算部位
主染超基虎础
平台活荷载标准值，应按表5.2.1采用。表5.21
平台活荷载标准值
框架平台活荷载
焦炭塔支座以上钢结构框架平台，1.0焦炭塔支座及以下框架平台，2.0平台板、（次梁。
按检修或安装时的实际荷载确定，但不得小于4.0现表5.1.2。
弹位为kN/m
5.2.2设备检修或安装时，
设备、管道及其他工具等产生的局部荷载，可按GB50009有关规定，换算为等效均布活荷载。
5.3设备及管线的介质荷载
5.3.1设备的介质荷载宜按水焦或满焦两种情况分别计算。5.3.2管线的介质荷载宜按管线内装满重油计算。5.4风荷载
5.4.1垂直于焦炭塔表面的风荷载标准值7应按式-5:4.1计算。w=zls,Dowo
式中：
垂直于焦炭塔表面的风荷载标准值，\KN/m；-Z高度处的风振系数：
SH/T3079—2012
考忠两塔之问风荷载相互影响的风荷载整体体型系数，按5.4.2条确定：-Z高度处的风压高度变化系数，按GB50135的有关规定采用：设备外直径（包括保温层厚度），m：基本风压，kN/m。
焦炭塔塔体的风荷载整体体型系数应按下列规定取值：a)
当风作用在框架横向（垂直于焦炭塔排列方向）时，边塔风荷载体型系数宜取1.2，或按照GB50009取值：中间塔风荷载体型系数取边塔体型系数的1.2倍：当风作用在框架纵向（平行于焦炭塔排列方向）时，顺风向第一个焦炭塔取0.60，其他焦炭塔取0.30。
焦炭塔框架各层框架梁顶标高处的风荷载标准值，应按下式计算：5.4.3
Fn =βzPsiAzA Wo
式中：
Fa——第i层框架项标高处的风荷载标准值，kN；Ast
一框架的风荷载体型系数，取1.30一第i层框架梁、柱和栏杆的挡风面积之和，m2。(5.4.3)
5.4.4焦炭塔框架上部的钢架各层平台标高处的风荷载标准值，应按下式计算。钢架上栏杆和操作间的风荷载，应按实际情况计算。Fi2=βz/s2zAi2Wo
式中：
Fz2—一第i层平台标高处的风荷载标准值，kN：As2—钢架的风荷载整体体型系数按表5.4.4采用；Ai2
第i层间迎风面挡风面积之和，m。5.4.5框架、钢架和设备在Z高度处的风振系数βz，可按下式确定：B,1+se2
式中：
\一脉动增大系数，根据钢筋混凝土框架、钢架和设备的不同结构类别分别按GB50135中有关规定采用：
-风压脉动和风压高度变化等的影响系数，按GB50135中有关规定采用：振型、结构外形的影响系数，按GB50135中有关规定采用。2
挡风系数中
钢架风荷载整体体型系数μs2
正面风
注：挡风系数中为钢架迎风面的挡风面积与轮廊面积之比。4
对角风
组合型钢
5.5地震作用
5.5.1焦炭塔框架应按GB50011和SH/T3147的规定进行地震作用计算。SH/T3079—2012
5.5.2框架、钢架及塔的水平地震作用及其效应，宜采用振型分解反应谱法并考虑上部钢框架和焦炭塔塔体的共回作用。
5.5.3抗震设防烈度为6度、7度的框架，可仅考虑水平地震作用，且框架两个主轴方向应分别进行抗震验算。抗震设防烈度为8度、9度时，除考虑水平地震作用外，尚应计算框架竖向地震作用及其效应；地基与基础可不考患竖向地震作用的影响。5.5.4焦炭塔框架抗震计算，应考虑焦炭塔塔体水平地震作用产生的弯矩。5.5.5结构阻尼比可按下列规定采用：a）混凝土框架的阻尼比宜取0.05：b）上部钢架在多遇地震下的阻尼比可采用0.03。5.5.6计算地震作用时，框架的重力荀载代表值应取正带操作时的永久荷载和可变荷载组合值之和。平台活荷载的组合值系数宜取0.5，设备及管线的介质荷载的组合值系数宜取1.0。5.5.7焦炭塔框架柱尚应符合框支柱设计的要求。6结构计算
6.1一般规定
6.1.1焦炭塔框架宜与上部钢架和焦炭塔塔体按空间结构进行整体分析计算。6.1.2焦炭塔框架顶层平板的内力可按弹性理论进行分析，其支承点假定为铰接：也可采用下述简化方法计算：
a）项板简化为等截面梁进行计算；纵向梁、横向梁的宽度取孔洞边到板边的最小距离；b)
当纵向梁为四跨连续时，跨中弯矩调整系数为1.15，支座弯矩调整系数为0.8；当纵向梁为c)
两跨连续时，跨中弯矩调整系数为1.20，支座弯矩可不作调整；d)横向梁支座和跨中弯矩均可不作调整。6.1.3焦炭塔框架顶点水平位移和层间相对位移可不验算。6.1.4设置有移动小车或自动卸盖机构的二层平台梁进行承载力计算时，梁的荷载应按小车或自动卸盖机构处于最不利位置确定：小车重量应包括自重、小车操作荷载：自动卸盖机构重量应包括自重、自动卸盖机构操作荷载。
6.1.5当溜槽与框架之间设有减震弹簧时，溜槽的操作荷载标准值，可按下式计算：We=myV.
式中：
溜槽操作荷载标准值，kN；
水焦炭下卸时的冲击系数，取2.0；?——水焦炭重度，当无资料时可取10.5kN/m；V-—溜的容积，m。
6.2构件承载能力极限状态计算
6.2.1框架结构构件在正常操作、停产前状态和停产检修状态时的承载力设计，应采用以下表达式oS≤R
式中：
结构构件的重要性系数，取1.0：S一结构构件荷载效应组合的设计值（包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值）：.（6.2.1)
SH/T3079—2012
结构构件承载力的设计值，应按GB50010及JGJ138一2001的规定采用。R
6.2.2框架结构构件在地震作用时的承载力设计，应采用以下表达式：SER
式中：
承载力抗震调整系数，按SH/T3147的规定采用。..
框架结构设计应按承载能力极限状态最不利的效应组合进行设计。其最不利效应组合见表6.2.3
6.2.3-1~表6.2.3-4
表6.-2.3-1
组合编号
组合编号
工/况
·-正常操作
停产前（）
停产前（二）
停产检修
地震作用
表6.2.3-2
正常操作
停产检修
地震作用
表6.2.3-3
纵向框架最不利效应组合（四塔）组
横向框架最不利效应组合
（四塔）
（二塔）
纵向框架最不利效应组合
组合内容
正常操作
停产前
停产检修
地作用
表6.2.3-4
正常操作
停产检修
地震作用
横向框架最不利效应组合（二塔）组合内容
：塔2
水焦，
6.2.4结构构件荷载效应，应根据不同的荷载状态，按表6.2.4进行组合。表6.2.4框架结构构件荷载效应组合序号
正常操作
停产前状态
停产检修状态
地震作用
正常操作时
式中：
组介内容
永久荷载，正常操作时的介质荷载、平台活荷载、风荷载。永久荷载，停产前的介质荷载、平台活荷载、风荷载。永久荷载，检修时的平台活荷载、风荷载正带操作时的重力荷载、风荷载、-地震作用框架结构构件荷载效应组合的设计值，应按下式计算：SyoSck+WoyoSok+ywS.
SH/T3079—2012
结构构件荷载效应组合的设计值（包括组合的弯矩、轴向力和剪力的设计值永久荷载分项系数；
当效应对结构不利时，取1.20；当效应对结构有利时，_取.1.00；活荷载（包括平台活荷载、设备及管线的介质荷载）分项系数，取1.30风荷载分项系数，取1.40；
永久荷载标准值的效应；
活荷载（包括平台活荷载、设备及管线的介质荷载）标准值的效应：风荷载标准值的效应；
活荷载组合值系数，取1.00。
产前状态，框架结构构件荷载效应组合的设计值，应按下式计算：S=YGSGk+QroSok, +?wSw
停产前状态，活荷载（包括平台活荷载、设备及管线的介质荷载）标准值的效应框架结构构件荷载效应组合的设计值，应按下式计算：学产检修时，1
S-GSGkQYQSQk2*wS
式中：
停产检修时，活荷裁（包括平台活荷载）标准值的效应。6.2.8地震作用时，框架结构构件荷载效应组合的设计值，应按下式计算S=YGESGE+YEhSEbk+yEySEk+WwwS式中：
YEhYEv
SEhk、SEck
重力荷载代表值分项系数；
当效应对结构不利时；取.1.20
当效应对结构有利时，取1.00；重力荷载代表值的效应：
分别为水平和竖向地震作用的分项系数。按表6.2.8采用：分别为水平和竖向地震作用标准值的效应；(6.2.7)
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