7.2 钢筋混凝土主厂房结构布置和构造要求

7.2.1 主厂房的结构布置，应与工艺专业统一规划，平面和竖向布置宜规则、均匀、对称，应符合下列要求:
    1 设备宜采用低位布置，减轻工艺荷载，隔墙和围护结构宜采用轻质材料，降低结构自重，降低建（构）筑物的高度和重心。
    2 框架的平面布置，应控制局部凹凸变化，对常规布置的主厂房结构，不宜采用集中控制楼插入主厂房框架的平面布置，不应采用局部单排架布置；当需要采用时宜按实际需要增设防震缝。
    3 不宜采用较长的悬臂构件，不应在悬臂结构、锅炉与主厂房之间可滑动的平台上布置重型设备。
    4 不宜采用错层和侧向刚度突变的结构。
    5 结构体系宜有多道设防，合理布置抗侧力构件，使结构两个主轴方向的动力特性宜接近。

7.2.2 主厂房结构的防震缝，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定进行确定，并应符合下列要求:
    1 主厂房主体结构与汽机基座之间应设防震缝。
    2 主厂房主体结构与锅炉炉架、加热器平台、运煤栈桥和结构类型不同的毗连建(构)筑物宜设防震缝。
    3 列入同一计算简图的建（构）筑物可不设防震缝，但应保证结构的整体工作性。
    4 防震缝不宜加大距离作其他用途。
    5 钢结构建(构)筑物、软弱地基上主厂房的防震缝宽度宜适当加大。

7.2.3 当不同体系之间的连接走道不能采用防震缝分开时，应采用一端简支一端滑动。

7.2.4 主厂房外侧柱列的抗震措施，可根据结构布置、设防烈度、场地条件、荷载大小等因素，选择框架结构或框架-抗震支撑体系。当外侧柱列设置支撑时，宜采用交叉形式的钢支撑，当有吊车或抗震设防烈度8度、9度时，宜在厂房单元两端增设上柱支撑。

7.2.5 抗震墙或抗震支撑宜集中布置在每一柱列伸缩缝区段的中部，使结构的刚度中心接近质量中心，并宜在框架柱列上对称布置。

7.2.6 抗震墙或抗震支撑应沿全高设置，沿高度方向不宜出现刚度突变。

7.2.7 框架结构的围护墙和隔墙应优先采用轻质墙或与柱柔性连接的墙板，当抗震设防烈度8 度、9 度时墙体应有满足层间变位的变形能力，外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动能力。

7.2.8 屋盖结构应为自重轻、重心低、整体性强的结构，屋架和柱顶、屋面板与屋架、支撑和主体结构（屋架）之间的连接应牢固。各连接处均应使屋盖系统抗震能力得到充分利用，并不应采用无端屋架或屋面梁的山墙承重方案。

7.2.9 汽机房屋面应采用有檩轻型屋盖体系，屋盖承重结构可采用钢屋架，当汽机房跨度不大于30m时，可采用实腹钢梁，屋面宜采用压型钢板和其他轻型材料。

7.2.10 屋盖的抗震构造应符合下列规定：
    1 当屋架（或钢梁）与柱顶的连接，抗震设防烈度8 度及以下时宜采用螺栓，抗震设防烈度9度时宜采用钢板铰。当屋架(或钢梁)与支座采用螺栓连接时，安装完毕后应将螺杆与螺帽焊牢，屋架(或钢梁)端部支承垫板的厚度不宜小于16mm。
    2 有檩屋盖的檩条应与屋架(钢梁)焊牢，应有足够的支承长度。当采用双脊檩时，应在跨度1/3处相互拉结。轻型屋盖的压型钢板应与檩条可靠拉结。

7.2.11 当主厂房采用框排架结构时，汽机房屋盖支撑系统的设置和承重结构与主体结构的连接除了应满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的有关规定外，还应采取加强措施。

7.2.12 山墙抗风柱的柱顶，应与端屋架的上弦(或屋面梁的上翼缘)有可靠连接，连接部位应位于上弦横向支撑与屋架（屋面梁）的连接节点处，位置不符合时应在支撑中增设次腹杆，将山墙顶部的水平地震作用传至节点部位。

条文说明

7.2.1 对于钢筋混凝土主厂房结构，抗震的概念设计与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011是相适应的，该规范是编制条文的主要参考文献。主厂房的结构布置与工艺布置关系密切，因此从方案确定时就应尽量做到使结构有利于抗震和提高结构自身的抗震能力。实际工程中，经常出现为满足工艺布置的要求，造成结构布置很不合理的情况。因此本次修订明确了不应采用的几种结构布置方案，如不应采用局部单排架布置，不应在悬臂结构以及锅炉与主厂房之间可滑动的平台上布置重型设备等。

7.2.2 、7.2.3 凡相邻结构动力特性不同，而又可能分开成为各自独立的单元，都应用防震缝分开。动力特性不同，未分开的建筑其震害现象十分普遍，其事例如下:
    (1)某电厂的炉架或电梯间与主厂房框架相连接的钢步道和管道吊家架横梁，普遍在支座处剪断或压弯。
    (2) 唐山某电厂除氧煤仓间1～4 轴框架倒塌，使搁在C列柱上的一跨栈桥落下。
    (3) 天津某发电厂运煤转运站至主厂房之间的栈桥结构由于纵向刚度较弱，防震缝宽度太小，震后栈桥撞入转运站120mm，将转运站部分墙体撞裂。
    还应指出，当主结构与设备相连时，震害更为突出，如陡河电站的启动锅炉房，该建(构)筑物的钢筋混凝土柱与锅炉走道平台相连，震后建(构)筑物严重倾斜，柱几乎被拉断。
    防震缝的设置是出于两者动力特性不同时才设置的，因此，相邻建(构)筑物间应能各自双向自由变位。根据宏观震害调查，当设防烈度为7度及以下时，对某些结构，如炉前平台、运煤栈桥等，在自身有一定抗震能力条件下，要求沿结构或构件的纵向能滑动，其横向为简支，连接处能承担地震作用，也能满足抗震要求。8度、9度时应设置抗震缝。
    唐山地震后，大量震害调查表明，防震缝的作用是显著的。防震缝的宽度可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011选用。
    根据实际地震房屋可能产生的变位来看，例如，某电站的主厂房(9度)框架高37m，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的数值进行计算，防震缝宽度为29cm。地震后，对该框架按实测位移角计算，其变位为29.6cm，可见所规定的防震缝宽度数值还是比较能反应火力发电厂的实际情况。
    对于软土地基上的建(构)筑物，由于地基的不均匀沉降(华东电力设计院根据现场调查，有的工程，其地基变位呈“U”形分布) ,减少了原留缝的宽度，因此，在软土地基上宜将防震缝的宽度适当加大。
    由于钢结构的变形能力比混凝土结构强，本次修订增加了钢结构防震缝的宽度宜适当加大的规定。

7.2.4、7.2.5 外侧柱列的抗震措施应尽可能发挥纵向框架的抗震作用，这要根据围护结构的形式、屋面荷载和抗震设防烈度等因素确定。纵向抗震体系采用框架结构，还是框架-抗震支撑协同工作体系应由计算确定。由于主厂房内都有吊车又是在电厂中最重要的建(构)筑物，宜优先选用后者。
    本次修订删除了“当采用框架-抗震支撑体系时，若抗震支撑所承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%，其框架部分的轴压可增加到0.9”。此条对于主厂房结构采用钢筋混凝土框架一抗震支撑的结构，要使抗震支撑所承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%，支撑的埋件锚筋很多，梁柱节点钢筋太多，混凝土施工困难，因此这种情况很难实现，本次规范修订将此条删除。
    外侧柱列若设置一档抗震支撑就可满足抗震要求时，则应布置在中部。
    主厂房框架的扭转问题，主要应从布置上来解决，电厂框架的纵向刚度应具有一定的均匀性，在框架纵向单侧设置抗震墙，会造成“质心”与“刚心”的差距较大，将会显著增加结构的扭转，根据几个工程主厂房的扭转计算，当抗震墙布置不合理时，会造成一些构件地震作用成数倍的增加，建议采用框架抗震墙的主厂房结构应采用空间分析，合理布置抗震墙，减少扭转作用。

7.2.6 抗震墙和抗震支撑至少应有一档沿全高设置，主要考虑到高振型对顶层的框架会产生不利影响，也可避免出现刚度突变。当结构出现刚度突变会导致应力集中，使结构局部产生破坏。

7.2.8 从历次地震的震害情况来看，轻屋盖比重屋盖抗震性能好，无天窗的屋盖系统比有天窗的抗震性能好;利用山墙承重的厂房对抗震不利，如陡河电厂的热处理室屋面板直接搁在山墙上，地震时山墙倒塌将屋面板一起拉下来；此外，屋架与柱顶，屋面板与屋架，支撑与天窗架，屋架与支撑的连接等是否牢固，直接影响屋盖的震害程度。汶川地震有一些单层厂房也出现了这些问题。因此加强屋盖结构的整体性设计是屋盖设计的重点。

7.2.9 根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011并结合火力发电厂的特点，对屋盖系统选型作出一些规定，由于目前工程中普遍采用平面采光天窗，取消了原有突出屋面的侧面采光的天窗，更没有采用钢筋混凝土天窗架的工程，因此本次修订取消了突出屋面天窗的条文，并提出当屋面采用轻型材料时，屋面梁可采用实腹钢梁，但采用实腹钢梁应有跨度的限制，一般不宜大于30m。

7.2.10 本条依据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行修订。

7.2.11 火力发电厂主厂房屋面结构，受到结构形式的影响，其受力较复杂，通过震害分析充分暴露了这种结构的薄弱环节，它的震害比其他部位重，如某电站框架只有①～④轴线倒塌，而屋盖则是全部塌落。唐山电站位于10度区，主厂房框架损坏轻微，屋盖系统除①～⑦轴线外(该部分作了特别加强) ，其余31个轴线范围内的屋盖全部塌落，又如唐山422水泥厂钾肥车间，其结构形式与陡河电站主厂房框排架结构相类似，排架部分的跨度仅9m，也发生屋盖全部塌落，四川汶川地震，江油电厂二期汽机房的网架屋盖塌落，这些现象不能不认为框排架系统的屋盖是抗震设计的关键部位之一。从设计角度看，它应比一般单层多跨的工业厂房有所加强，另外，还考虑到外侧柱与框架的纵向刚度不同，易对屋盖产生扭转，加强联结和屋面支撑系统的受力。因此，主厂房屋盖设计除按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011执行外，对屋盖支撑系统和屋盖与主体结构的连接设计应采取更高的加强措施。具体措施可见相关的行业标准。

7.2.12 本条为新增条文，抗风柱的柱顶与屋架上弦的连接节点，要具有传递水平地震力的承载力，但连接点必须在上弦横向支撑与屋架的连接点，否则将使屋架上弦或屋面梁附加了节间平面外的弯矩，而在电厂主厂房的设计中，山墙抗风柱间距受汽机大平台柱网的限制，抗风柱与屋架(或屋面梁)和水平支撑的节点很难交在一点，因此对这些不符合要求的情况，根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定，提出了在屋架横向支撑中增加次腹杆的要求，使抗风柱顶的水平力传递至上弦的横向支撑的节点。