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【摘要】对于石化装置设计来说，主要结构类型有钢结构与混凝土结构两种。相对于混凝土结构来说，钢结构框架的优点就是提供较大的内部空间，建筑平面布置相对灵活，适用于多类型使用功能。因此，有必要研究石化装置中钢框架设计。本文将联系某次工程中应用钢结构框架实际，研究石化装置中的钢框架设计。
【关键词】石化装置；钢框架；设计
前言：
随着建筑工程的增多，钢结构框架也被应用到施工建设中，不仅扩大了内部空间，还使建筑平面布置更加灵活，同时，钢结构框架的应用也使建筑质量更加可靠。在钢结构防腐中也需要注意一些问题，这些都是石化装置中钢结构框架的注意要点。
一、案例分析
在某次设计中，其主要内容为线性低密度聚乙烯装置的反应器，其风力为0.50kN/m2；对于地面的粗糙度设定为b类，其基础为桩基，地震加速度设定为0.10g。该框架高度为42m，平立面布置相对较为规则，拥有20台设备，主反应器为落地设备，余下的设备最重的不超过13吨。
二、设计要点
在抗风设计中，将垂直撑作为主要布置方案，由于该框架为矩形布置，其横向长度为16m，纵向长度为12m，强轴方向的最大跨度设计为13m，弱轴跨度为10m。对于梁柱的设计，在强轴上进行刚接，在弱轴上进行铰接，对于柱脚的设计则以单项受弯为主，在设计中，需要在弱轴上进行垂直撑布置，强轴上是否需要垂直撑还需要进一步计算[1]。
在设计中不对位移进行控制，柱强轴就会出现不打撑的情况，此时，定点最大位移与层间位移也会超于原有规定限制范畴。如果柱强轴不存在打撑的情况，再将位移控制到限值中，就需要调整大柱界面，所以，最后认为无论是强轴方向还是弱轴方向都要布置垂直撑，这样一来就可以出现加固建筑稳定性。同时，为进一步证明钢结构框架的稳定性，还需要在柱脚的柱强轴上实现固接，在弱轴方向上实现铰接。
三、计算荷载
在本次研究中应用了SATAD.PRO软件，并运用ASIC一ASD进行校核，为保证其与国际机构要求相一致，还需要对调整地震计算与风荷载计算。
（一）风荷载
出于对本框架现实的考虑，并没有将重型设备应用进来，所以，在对风荷载进行计算的过程中要以主要控制荷载为主。对于风荷载的计算，不仅要参照相关规范，还要计算出风荷载标准值，然后将其输入到计算软件中，再利用计算机完成自动输入到节点中。在利用计算软件确定风荷载的过程中，要将梁柱、斜撑、栏杆等物质的挡风面积纳入到考虑中，还要将管道与所应用的设备挡风面积应用到计算中[2]。
（二）地震荷载
在该框架计算地震荷载的过程中，阻尼比为0.035[3]。要获得地震标准值，应将地震影响系数值与结构总重力荷载之间的关系作为计算重点。在计算因地震所产生的基地剪力的过程中，要将建筑物重要系数考虑在内，同时将结构重力荷载、结构类型系数等作为考虑重点。
此外，在安装或进行荷载组合的过程中，避免将活载融入到组合中，设备则要以安装荷载为主，这样就可以完成控制框架顶点位移与层间位移[4]。此时的框架梁截面也会逐渐趋于稳定，且不会再受该组合控制。所以，在钢结构荷载计算中应加强对荷载组合的控制。
四、节点的选用
由于本次研究中的框架为高层结构，所以，风荷载控制就成为了重点内容，这就需要将柱脚受力控制在合理范围内，以便检验在实际设计中节点处的实际情况，同时参考计算结果进行修改。通过研究发现，由于受到风荷载影响，柱脚处水平剪力也在不断提升，柱脚出发生了竖向拉力，那么它与短柱之间所产生的摩擦力也将将为零。所以，应在原有标准图上设置好抗剪键，以便将问题及时解决。
在节点标准图中，梁柱之间强轴是联系在一起的，所以，需要单独考虑梁柱弱轴，通常情况下，不同方向的梁在相同的结构标高的作用下，经常会出现节点板相互碰撞的现象。因此，设计者在设计的过程中这些内容交代清楚，如指明哪些是重点节点，哪些是矛盾节点。
五、在钢结构防腐中应注意的问题
通常情况下，钢结构框架有很多优点，但在应用一段时间以后却会发生被腐蚀或生锈的情况。受到生锈腐蚀的影响，构件截面将会减小，钢结构承载能力也将会下降，特别是因腐蚀出现的“锈坑”会给钢结构带来严重损害，加之生锈腐蚀会降低钢结构耐用性能，维护成本也很高，所以，在选择钢结构防腐技术时一定要谨慎，并严格按照施工要求进行防腐，保证所有施工与实际要求相符，只有这样才能保证钢结构防腐性良好。但同时也需要注意以下问题，如在设计中还有一些细节问题值得注意，以保证不再发生腐蚀情况。
首先，由于受到水平力影响，垂直撑钢截面呈H状，加上垂直长属于跨层布置，平面外计算长度也要比内部计算长度大一些，所以，在设计节点的过程中，应注意保证钢撑和柱连接位置设计一些排水孔，这样就会使节点即便面对下雨季节也不会出现长期积水情况，更可以有效避免锈蚀。
其次，在设计钢结构的垂直撑时，最好有圆钢截面取代常规双角钢截面，这样也可以起到保护钢结构不被腐蚀的作用。在对双角钢组合进行防腐设计中，应在节点板位置涂刷防腐材料，主要是由于在雨水严重时，节点板处很容易受到腐蚀，会直接影响结构安全性。所以，用将圆钢应用其中，并用于斜撑，这样就会防止钢结构被腐蚀，从而提升钢结构稳定性。
结论：
通过以上研究得知，要做好石化装置中的钢结构框架设计，需要注意的问题有很多，不仅要做好抗风设计，确定强轴与弱轴之间的差异以及最大跨度等，还需要做好风荷载与地震荷载设计，明确最佳范围，完成荷载安装等工作，并选择合适的节点，做好节点防腐等，只有这样才能减少不良事件的出现，真正为做好钢结构框架设计奠定基础。尤其是在钢结构防腐设计中，需要注意的问题很多，一定要做到细致入微，避免发生不良事件。
参考文献：
[1]侯金强.预应力钢结构在石化改扩建设计中的应用探讨[J].石油化工设计，2015，03：36-39+6-7.
[2]汤学宏.石化装置开敞式钢框架风荷载计算的中美规范对比分析[J].石油化工设计，2015，03：1-5.
[3]金德林.线性低密度聚乙烯装置造粒厂房及脱气仓框架抗震设计[J].低温建筑技术，2013，02：90-91.
[4]任旭鹏，孙怀飞.45万t/a线性低密度聚乙烯装置脱气仓框架吊装施工[J].石油工程建设，2011，06：53-57+91.
【关键词】石化装置；钢框架；设计
前言：
随着建筑工程的增多，钢结构框架也被应用到施工建设中，不仅扩大了内部空间，还使建筑平面布置更加灵活，同时，钢结构框架的应用也使建筑质量更加可靠。在钢结构防腐中也需要注意一些问题，这些都是石化装置中钢结构框架的注意要点。
一、案例分析
在某次设计中，其主要内容为线性低密度聚乙烯装置的反应器，其风力为0.50kN/m2；对于地面的粗糙度设定为b类，其基础为桩基，地震加速度设定为0.10g。该框架高度为42m，平立面布置相对较为规则，拥有20台设备，主反应器为落地设备，余下的设备最重的不超过13吨。
二、设计要点
在抗风设计中，将垂直撑作为主要布置方案，由于该框架为矩形布置，其横向长度为16m，纵向长度为12m，强轴方向的最大跨度设计为13m，弱轴跨度为10m。对于梁柱的设计，在强轴上进行刚接，在弱轴上进行铰接，对于柱脚的设计则以单项受弯为主，在设计中，需要在弱轴上进行垂直撑布置，强轴上是否需要垂直撑还需要进一步计算[1]。
在设计中不对位移进行控制，柱强轴就会出现不打撑的情况，此时，定点最大位移与层间位移也会超于原有规定限制范畴。如果柱强轴不存在打撑的情况，再将位移控制到限值中，就需要调整大柱界面，所以，最后认为无论是强轴方向还是弱轴方向都要布置垂直撑，这样一来就可以出现加固建筑稳定性。同时，为进一步证明钢结构框架的稳定性，还需要在柱脚的柱强轴上实现固接，在弱轴方向上实现铰接。
三、计算荷载
在本次研究中应用了SATAD.PRO软件，并运用ASIC一ASD进行校核，为保证其与国际机构要求相一致，还需要对调整地震计算与风荷载计算。
（一）风荷载
出于对本框架现实的考虑，并没有将重型设备应用进来，所以，在对风荷载进行计算的过程中要以主要控制荷载为主。对于风荷载的计算，不仅要参照相关规范，还要计算出风荷载标准值，然后将其输入到计算软件中，再利用计算机完成自动输入到节点中。在利用计算软件确定风荷载的过程中，要将梁柱、斜撑、栏杆等物质的挡风面积纳入到考虑中，还要将管道与所应用的设备挡风面积应用到计算中[2]。
（二）地震荷载
在该框架计算地震荷载的过程中，阻尼比为0.035[3]。要获得地震标准值，应将地震影响系数值与结构总重力荷载之间的关系作为计算重点。在计算因地震所产生的基地剪力的过程中，要将建筑物重要系数考虑在内，同时将结构重力荷载、结构类型系数等作为考虑重点。
此外，在安装或进行荷载组合的过程中，避免将活载融入到组合中，设备则要以安装荷载为主，这样就可以完成控制框架顶点位移与层间位移[4]。此时的框架梁截面也会逐渐趋于稳定，且不会再受该组合控制。所以，在钢结构荷载计算中应加强对荷载组合的控制。
四、节点的选用
由于本次研究中的框架为高层结构，所以，风荷载控制就成为了重点内容，这就需要将柱脚受力控制在合理范围内，以便检验在实际设计中节点处的实际情况，同时参考计算结果进行修改。通过研究发现，由于受到风荷载影响，柱脚处水平剪力也在不断提升，柱脚出发生了竖向拉力，那么它与短柱之间所产生的摩擦力也将将为零。所以，应在原有标准图上设置好抗剪键，以便将问题及时解决。
在节点标准图中，梁柱之间强轴是联系在一起的，所以，需要单独考虑梁柱弱轴，通常情况下，不同方向的梁在相同的结构标高的作用下，经常会出现节点板相互碰撞的现象。因此，设计者在设计的过程中这些内容交代清楚，如指明哪些是重点节点，哪些是矛盾节点。
五、在钢结构防腐中应注意的问题
通常情况下，钢结构框架有很多优点，但在应用一段时间以后却会发生被腐蚀或生锈的情况。受到生锈腐蚀的影响，构件截面将会减小，钢结构承载能力也将会下降，特别是因腐蚀出现的“锈坑”会给钢结构带来严重损害，加之生锈腐蚀会降低钢结构耐用性能，维护成本也很高，所以，在选择钢结构防腐技术时一定要谨慎，并严格按照施工要求进行防腐，保证所有施工与实际要求相符，只有这样才能保证钢结构防腐性良好。但同时也需要注意以下问题，如在设计中还有一些细节问题值得注意，以保证不再发生腐蚀情况。
首先，由于受到水平力影响，垂直撑钢截面呈H状，加上垂直长属于跨层布置，平面外计算长度也要比内部计算长度大一些，所以，在设计节点的过程中，应注意保证钢撑和柱连接位置设计一些排水孔，这样就会使节点即便面对下雨季节也不会出现长期积水情况，更可以有效避免锈蚀。
其次，在设计钢结构的垂直撑时，最好有圆钢截面取代常规双角钢截面，这样也可以起到保护钢结构不被腐蚀的作用。在对双角钢组合进行防腐设计中，应在节点板位置涂刷防腐材料，主要是由于在雨水严重时，节点板处很容易受到腐蚀，会直接影响结构安全性。所以，用将圆钢应用其中，并用于斜撑，这样就会防止钢结构被腐蚀，从而提升钢结构稳定性。
结论：
通过以上研究得知，要做好石化装置中的钢结构框架设计，需要注意的问题有很多，不仅要做好抗风设计，确定强轴与弱轴之间的差异以及最大跨度等，还需要做好风荷载与地震荷载设计，明确最佳范围，完成荷载安装等工作，并选择合适的节点，做好节点防腐等，只有这样才能减少不良事件的出现，真正为做好钢结构框架设计奠定基础。尤其是在钢结构防腐设计中，需要注意的问题很多，一定要做到细致入微，避免发生不良事件。
参考文献：
[1]侯金强.预应力钢结构在石化改扩建设计中的应用探讨[J].石油化工设计，2015，03：36-39+6-7.
[2]汤学宏.石化装置开敞式钢框架风荷载计算的中美规范对比分析[J].石油化工设计，2015，03：1-5.
[3]金德林.线性低密度聚乙烯装置造粒厂房及脱气仓框架抗震设计[J].低温建筑技术，2013，02：90-91.
[4]任旭鹏，孙怀飞.45万t/a线性低密度聚乙烯装置脱气仓框架吊装施工[J].石油工程建设，2011，06：53-57+91.