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提要：现在火力发电厂吸收塔形式越来越多，在吸收塔钢结构体系中，基础设计占有非常重要的位置，对保证结构的安全有着关键的作用。
[关键词] 吸收塔基础设计内力分析
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
结构计算原则应满足相关规范的要求，分别对结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态的计算，吸收塔基础的设计包含：地基的承载力极限状态验算、地基的正常使用极限状态也即地基变形是否满足设备要求的计算；基础的承载力极限状态计算。
柱脚按结构的内力分析，可大体分为铰接连接柱脚和刚性连接柱脚两大类。但在实际工程应用中，介于两者之间的半刚性固定柱脚的情况也会出现；即使作为铰接柱脚和刚接柱脚的处理，在实际中也不是理想的铰接和完全的刚接。但从简化工程计算考虑，在铰接柱脚的设计中，认为只传递垂直力和水平力；在刚接柱脚的设计中，不仅认为能够传递垂直力和水平力，还能够传递弯矩。
基本规定
1.1 设计基本参数的确定：
环境条件所涉及的参数一般根据初步设计和施工图设计阶段的《岩土工程勘测报告》和《水文气象报告书》确定。对于地震作用，如果有工程所处厂址的地震安评报告，应遵照执行。根据以上报告应确定以下内容：
1.1.1基本风压：基本风压：根据《水文气象报告》取值，即按照50年一遇、离地10m高、10min平均年最大风速，按照（kN/m2）计算。
1.1.2 基本雪压：按照《水文气象报告》取值，即50年一遇的最大雪压。
1.1.3地面粗糙度：分為A、B、C、D四类（根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。
1.1.4 最大冻土深度：按照《岩土工程勘测报告》取值。
1.1.5设计地震参数：一般按《建筑抗震设计规范》执行，当工程有《地震安全性评价报告》时，按审查后的结论执行。
场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度及地震基本烈度，
场地50年超越概率63%的地震动反应谱特征周期，
场地50年超越概率63%的水平地震影响系数最大值。
1.2结构设计标准的确定
1.2.1结构安全等级：二级，设计使用年限为50年（按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001）。
1.2.2抗震设防标准：同厂址区的地震设防烈度，相等于丙类建筑。
1.2.3地基变形控制，按GB50007-2011的5.3.4，按多层和高层建筑的整体倾斜，当高度大于24米、小于等于60米时（吸收塔高度大多在此范围内），满足变形允许值0.003，倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。
1.2.4基础耐久性：按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008的规定，根据结构的使用年限、结构所处的环境类别及作用等级进行设计。
设计原则、依据及荷载
2.1 设计原则：
结构计算原则应满足相关规范的要求，分别对结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态的计算，吸收塔基础的设计包含：地基的承载力极限状态验算、地基的正常使用极限状态也即地基变形是否满足设备要求的计算；基础的承载力极限状态计算。
2.2 设计依据：
上部建筑物传至基础顶部的荷载，可通过上部结构计算得到各种组合，吸收塔基础、事故浆液箱及工艺水箱底部荷载，由脱硫厂家或工艺专业提供在各种工况下的的荷载内力值，即垂直荷载、水平荷载及弯矩的设计值和标准值进行组合。
2.3 荷载
2.3.1荷载分类
2.3.1.1 吸收塔基础、事故浆液箱及工艺水箱结构上部结构荷载：可分为以下三类：
a）永久荷载（恒荷载）：结构自重、设备自重；
b）可变荷载（活荷载）：正常运行时设备、管道及容器中的充填物重；
c）偶然荷载：非正常运行时设备（含管道）荷载，如设备管道的事故积粉、积灰荷载、水压试验、排气产生的荷载。
2.3.2荷载效应组合
2.3.2.1 基本原则：
用于基础设计的荷载效应组合按《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012分为基本组合、标准组合、准永久组合、地震效应组合。其中用于地基承载力验算时，采用标准组合和地震作用效应标准组合；用于基础构件结构设计时，采用基本组合及地震作用效应基本组合；用于基础变形验算时采用准永久组合。
2.3.2.2 标准组合：
正常运行工况下的承载能力：S= SGK+ SQ1+φ2SQ2
其中：S……………荷载标准组合值
SGK………… 吸收塔上部结构自重恒载、设备自重、基础及其上部土重；
S Q1…………设备荷载活载，设备正常运行时可能存在的雪荷载或风荷载；
S Q2…………设备荷载活载，设备正常运行时可能存在的风荷载或雪荷载；
φ2…………二个以上活荷载组合时的组合系数。其中风荷载的组合值系数取0.6。
2.3.2.3 基本组合：
正常运行工况下的承载能力：S=γGSGK+γQ1SQ1+γQ2φ2SQ2
其中： S……………荷载基本组合值；
γG…………吸收塔上部结构自重恒载，取1.2；
γQ1…………设备荷载活载分项系数，取1.4；
γQ2…………设备荷载活载分项系数，取1.4；
φ2…………二个以上活荷载组合时的组合系数。风荷载取0.6，雪荷载时取0.7。
2.3.2.4 准永久组合
正常运行工况下的承载能力：S=SGK+φQ1SQ1
其中：S……………荷载准永久组合值
φQ1…………荷载组合时的准永久值系数。
2.3.2.5 地震作用及效应组合
按《建筑抗震设计规范》GB 50011—2012 规范，地震作用及效应组合按下列组合公式计算：
a）标准组合：S= SGE+ SEhk
其中：SGE…………重力荷载代表值，SGE =SGK+φQ1SQ1
SEhk…………水平地震作用荷载；
φQ1…………各可变荷载的组合值系数。
b）基本组合：S=γGSGE+γEhSEhk
其中：γG…………重力荷载组合系数，取1.2；
γEh…………水平地震作用组合系数，取1.3。
基础计算：
脱硫吸收塔基础一般可采用圆板（或环板）基础，即筏板基础的平板式类型。筏板基础可以有效地提高基础承载力，增强基础刚度，调整地基不均匀沉降。
3.1 确定基础底面尺寸及底板的内力计算：
3.1.1 基础底面尺寸：
应根据地基土的承载力、上部结构的布置（脱硫公司提出的要求）及荷载分布等因素，按上一章的规定确定。
3.1.2基础底板的内力计算:按《烟囱设计规范》GB50051-2002的11.4.2条，基础底板的压力可按均布荷载采用，并取底板边缘处的最大压力。
3.2 基础配筋设计：
3.3.1 配筋计算
按《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010受弯构件设计。
3.3 基础设计的计算方法：
3.3.1 PKPM程序计算。
3.3.2 Mathcad软件编制的计算程序。
3.3.3 Excel软件编制的计算程序。
3.3.4 世纪奇云软件特殊结构中的圆形环形基础。
3.4 基础构造措施
3.4.1 基础底板配筋：受拉钢筋的最小配筋百分率不应小于取0.15%（按GB 50010—2010的8.5.2），钢筋配置为板顶、底双向配置。
3.4.2 当筏板的厚度大于2000mm时，宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大于300mm的双向钢筋网。
3.4.3 基础施工完后应按场地条件对其表面进行防腐，防腐措施根据场地土及地下水对混凝土腐蚀性按《混凝土结构耐久性设计规范》及《工业建筑防腐蚀设计规范》确定。
参考文献
【1】〈建筑抗震设计规范〉GB 50011-2010 中国建筑工业出版社
【2】〈火力发电厂土建结构设计技术规定〉DL 5022 水利电力出版社
【3】〈建筑地基基础设计规范〉GB50007-2011中国建筑工业出版社
【4】〈建筑地基处理技术规范〉GB50007-2002中国建筑工业出版社
[关键词] 吸收塔基础设计内力分析
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
结构计算原则应满足相关规范的要求，分别对结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态的计算，吸收塔基础的设计包含：地基的承载力极限状态验算、地基的正常使用极限状态也即地基变形是否满足设备要求的计算；基础的承载力极限状态计算。
柱脚按结构的内力分析，可大体分为铰接连接柱脚和刚性连接柱脚两大类。但在实际工程应用中，介于两者之间的半刚性固定柱脚的情况也会出现；即使作为铰接柱脚和刚接柱脚的处理，在实际中也不是理想的铰接和完全的刚接。但从简化工程计算考虑，在铰接柱脚的设计中，认为只传递垂直力和水平力；在刚接柱脚的设计中，不仅认为能够传递垂直力和水平力，还能够传递弯矩。
基本规定
1.1 设计基本参数的确定：
环境条件所涉及的参数一般根据初步设计和施工图设计阶段的《岩土工程勘测报告》和《水文气象报告书》确定。对于地震作用，如果有工程所处厂址的地震安评报告，应遵照执行。根据以上报告应确定以下内容：
1.1.1基本风压：基本风压：根据《水文气象报告》取值，即按照50年一遇、离地10m高、10min平均年最大风速，按照（kN/m2）计算。
1.1.2 基本雪压：按照《水文气象报告》取值，即50年一遇的最大雪压。
1.1.3地面粗糙度：分為A、B、C、D四类（根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。
1.1.4 最大冻土深度：按照《岩土工程勘测报告》取值。
1.1.5设计地震参数：一般按《建筑抗震设计规范》执行，当工程有《地震安全性评价报告》时，按审查后的结论执行。
场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度及地震基本烈度，
场地50年超越概率63%的地震动反应谱特征周期，
场地50年超越概率63%的水平地震影响系数最大值。
1.2结构设计标准的确定
1.2.1结构安全等级：二级，设计使用年限为50年（按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001）。
1.2.2抗震设防标准：同厂址区的地震设防烈度，相等于丙类建筑。
1.2.3地基变形控制，按GB50007-2011的5.3.4，按多层和高层建筑的整体倾斜，当高度大于24米、小于等于60米时（吸收塔高度大多在此范围内），满足变形允许值0.003，倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。
1.2.4基础耐久性：按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008的规定，根据结构的使用年限、结构所处的环境类别及作用等级进行设计。
设计原则、依据及荷载
2.1 设计原则：
结构计算原则应满足相关规范的要求，分别对结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态的计算，吸收塔基础的设计包含：地基的承载力极限状态验算、地基的正常使用极限状态也即地基变形是否满足设备要求的计算；基础的承载力极限状态计算。
2.2 设计依据：
上部建筑物传至基础顶部的荷载，可通过上部结构计算得到各种组合，吸收塔基础、事故浆液箱及工艺水箱底部荷载，由脱硫厂家或工艺专业提供在各种工况下的的荷载内力值，即垂直荷载、水平荷载及弯矩的设计值和标准值进行组合。
2.3 荷载
2.3.1荷载分类
2.3.1.1 吸收塔基础、事故浆液箱及工艺水箱结构上部结构荷载：可分为以下三类：
a）永久荷载（恒荷载）：结构自重、设备自重；
b）可变荷载（活荷载）：正常运行时设备、管道及容器中的充填物重；
c）偶然荷载：非正常运行时设备（含管道）荷载，如设备管道的事故积粉、积灰荷载、水压试验、排气产生的荷载。
2.3.2荷载效应组合
2.3.2.1 基本原则：
用于基础设计的荷载效应组合按《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012分为基本组合、标准组合、准永久组合、地震效应组合。其中用于地基承载力验算时，采用标准组合和地震作用效应标准组合；用于基础构件结构设计时，采用基本组合及地震作用效应基本组合；用于基础变形验算时采用准永久组合。
2.3.2.2 标准组合：
正常运行工况下的承载能力：S= SGK+ SQ1+φ2SQ2
其中：S……………荷载标准组合值
SGK………… 吸收塔上部结构自重恒载、设备自重、基础及其上部土重；
S Q1…………设备荷载活载，设备正常运行时可能存在的雪荷载或风荷载；
S Q2…………设备荷载活载，设备正常运行时可能存在的风荷载或雪荷载；
φ2…………二个以上活荷载组合时的组合系数。其中风荷载的组合值系数取0.6。
2.3.2.3 基本组合：
正常运行工况下的承载能力：S=γGSGK+γQ1SQ1+γQ2φ2SQ2
其中： S……………荷载基本组合值；
γG…………吸收塔上部结构自重恒载，取1.2；
γQ1…………设备荷载活载分项系数，取1.4；
γQ2…………设备荷载活载分项系数，取1.4；
φ2…………二个以上活荷载组合时的组合系数。风荷载取0.6，雪荷载时取0.7。
2.3.2.4 准永久组合
正常运行工况下的承载能力：S=SGK+φQ1SQ1
其中：S……………荷载准永久组合值
φQ1…………荷载组合时的准永久值系数。
2.3.2.5 地震作用及效应组合
按《建筑抗震设计规范》GB 50011—2012 规范，地震作用及效应组合按下列组合公式计算：
a）标准组合：S= SGE+ SEhk
其中：SGE…………重力荷载代表值，SGE =SGK+φQ1SQ1
SEhk…………水平地震作用荷载；
φQ1…………各可变荷载的组合值系数。
b）基本组合：S=γGSGE+γEhSEhk
其中：γG…………重力荷载组合系数，取1.2；
γEh…………水平地震作用组合系数，取1.3。
基础计算：
脱硫吸收塔基础一般可采用圆板（或环板）基础，即筏板基础的平板式类型。筏板基础可以有效地提高基础承载力，增强基础刚度，调整地基不均匀沉降。
3.1 确定基础底面尺寸及底板的内力计算：
3.1.1 基础底面尺寸：
应根据地基土的承载力、上部结构的布置（脱硫公司提出的要求）及荷载分布等因素，按上一章的规定确定。
3.1.2基础底板的内力计算:按《烟囱设计规范》GB50051-2002的11.4.2条，基础底板的压力可按均布荷载采用，并取底板边缘处的最大压力。
3.2 基础配筋设计：
3.3.1 配筋计算
按《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010受弯构件设计。
3.3 基础设计的计算方法：
3.3.1 PKPM程序计算。
3.3.2 Mathcad软件编制的计算程序。
3.3.3 Excel软件编制的计算程序。
3.3.4 世纪奇云软件特殊结构中的圆形环形基础。
3.4 基础构造措施
3.4.1 基础底板配筋：受拉钢筋的最小配筋百分率不应小于取0.15%（按GB 50010—2010的8.5.2），钢筋配置为板顶、底双向配置。
3.4.2 当筏板的厚度大于2000mm时，宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大于300mm的双向钢筋网。
3.4.3 基础施工完后应按场地条件对其表面进行防腐，防腐措施根据场地土及地下水对混凝土腐蚀性按《混凝土结构耐久性设计规范》及《工业建筑防腐蚀设计规范》确定。
参考文献
【1】〈建筑抗震设计规范〉GB 50011-2010 中国建筑工业出版社
【2】〈火力发电厂土建结构设计技术规定〉DL 5022 水利电力出版社
【3】〈建筑地基基础设计规范〉GB50007-2011中国建筑工业出版社
【4】〈建筑地基处理技术规范〉GB50007-2002中国建筑工业出版社