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| 标准编号 | GB/T 22395-2008 (GB/T22395-2008) | | 中文名称 | 锅炉钢结构设计规范 | | 英文名称 | Specification for design of boiler steel structures | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J98 | | 国际标准分类 | 27.060.30 | | 字数估计 | 89,820 | | 发布日期 | 2008-09-26 | | 实施日期 | 2009-03-01 | | 引用标准 | GB/T 700; GB/T 1228; GB/T 1229; GB/T 1230; GB/T 1231; GB/T 1591; GB/T 3632; GB/T 5117; GB/T 5118; GB/T 5313; GB 50009; GB 50011; GB 50017-2003; GB 50205 | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第16号(总第129号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计原则和方法。本标准适用于支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计。 | GB/T 22395-2008: 锅炉钢结构设计规范
GB/T 22395-2008 英文名称: Specification for design of boiler steel structures
ICS ２７．０６０．３０
J９８
中华人民共和国国家标准
１ 范围
本标准规定了支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计原则和方法。
本标准适用于支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计。
５ 材料、设计指标和结构（构件）变形的规定
５．１ 为保证锅炉钢结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应选用合适的钢材。锅炉钢结
构的主要承重结构宜采用Ｑ２３５钢和Ｑ３４５钢，其质量标准应分别符合GB/T ７００和GB/T １５９１的规
定。当有可靠依据时，可采用其他牌号的钢材。
５．２ 主要承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证，对焊
接结构还应具有碳含量的合格保证。
５．３ 重要的受拉或受弯的焊接结构构件中，钢材应具有常温冲击韧性的合格保证（Ｂ级）。
５．４ 采用焊接连接的钢结构，当钢板厚度不小于５０ｍｍ且承受沿板厚方向的拉力时，其材质应符合
GB/T ５３１３中Ｚ１５级的规定。
５．５ 顶板板梁板厚大于４０ｍｍ时，宜要求原材料以正火状态供货。
５．６ 地脚锚栓可选用Ｑ２３５钢或Ｑ３４５钢。
５．７ 高强度螺栓连接副应符合GB/T １２２８、GB/T １２２９、GB/T １２３０、GB/T １２３１或GB/T ３６３２的规
定，其材料和力学性能见表１。
５．８ 手工焊接采用的焊条应符合GB/T ５１１７或GB/T ５１１８的规定。自动焊接或半自动焊接采用的
焊丝和相应的焊剂应符合现行国家标准的规定。
５．９ 钢材的强度设计值应按表２和表３采用。
５．１１ 螺栓连接的强度设计值应按表５采用。
５．１２ 单面连接的单角钢以及施工条件较差的高空安装焊缝，其强度设计值应乘以相应的折减系数，折
减系数应按表６采用。
５．１３ 钢材和钢铸件的物理性能指标应按表７采用。
５．１４ 当使用材料与设计不符时，设计者需对代用材料进行审核。代用材料以不降低产品质量为前提，应遵循以下规定：
ａ） 钢材力学性能的保证项目中，仅有一项不合格者，可按以下原则处理：
１） 抗拉强度比标准规定的数值低５％以内允许使用。
２） 屈服强度比标准规定的数值低５％以内，可按屈服强度比例折减其强度设计值使用。
３） 伸长率比标准规定的数值低３％以内允许使用。
４） 冷弯折角为１５０°＜α＜１８０°时，允许在次要构件上使用。
５） 冲击韧性不允许降低。
ｂ） 钢材的化学成分（硫、磷）应在允许的偏差之内，焊接结构的钢材含碳量不能超标。
ｃ） 材料规格不符合图样要求时，可按以下原则处理：
１） 当代用材料的化学成分和力学性能与原设计图样一致或同一级别时可以代用。
２） 当材质、规格不同时，经复核，构件的强度、刚度和稳定性满足设计要求后可以代用。
３） 当材质、规格变化后，应满足原设计结构要求和使用的需要。
４） 当材料代用后构件的断面变化较大时，应考虑相邻构件内力变化的影响。
５） 当以不同材质代用时，对熔焊金属材料应作相应变动。
５．１５ 为了不影响结构或构件的正常使用和观感，应对结构或构件的变形（位移或挠度）规定相应的限
值。当有实践经验或有特殊要求时，可根据不影响正常使用和观感的原则进行适当的调整。计算结构
或构件的变形时，可不考虑螺栓孔引起的截面削弱。
ａ） 结构水平位移不宜超过表８所列容许值。
５．１６ 除塔式锅炉钢结构外，基础的差异沉陷不应大于相邻柱距的１／５００。
６ 锅炉钢结构的布置
６．１ 锅炉钢结构的分类
６．１．１ 锅炉钢结构按锅炉本体部件的固定方式，可分为支承式和悬吊式；按锅炉钢结构本身的结构特
点，可分为框架式和桁架式；按锅炉钢结构与锅炉房的关系，可分为独立式和联合式。
６．１．２ 支承式锅炉钢结构常用于设有重型炉墙或轻型炉墙的中小容量锅炉。其特点是锅炉本体部件
的绝大部分的荷载都支承在锅炉钢结构上。
６．１．３ 悬吊式锅炉钢结构常用于具有敷管炉墙的大中容量锅炉。其特点是锅炉本体主要部件通过吊
杆悬吊在炉顶梁格上，但其尾部受热面具有支承部分。
６．１．４ 框架式锅炉钢结构是由柱和梁刚性连接组成的空间结构。此种结构抵抗水平作用的能力较差，
水平位移大。但对于轻型炉墙锅炉，都设有金属框架护板，柱和梁与护板一起组成一个刚性盘体，因此
整个结构刚度大，具有较好的抵抗水平作用的能力。
６．１．５ 桁架式锅炉钢结构由多片平面桁架组成。这种结构金属耗量低，整体刚度大，水平位移小，有利于抵抗水平作用。
６．１．６ 独立式锅炉钢结构与锅炉厂房结构之间没有任何联系，是一个完全独立的受力体系。通常宜采用此种形式。
６．１．７ 联合式锅炉钢结构与锅炉厂房结构之间有一定的联系，如炉顶梁格直接放置在锅炉厂房结构上，或锅炉钢
结构与锅炉厂房结构之间有若干联接，当一个结构受载时，将影响另一个结构。联合式锅炉钢结构一般情况下不宜采用。
６．２ 锅炉钢结构的布置原则
６．２．１ 锅炉钢结构应根据锅炉的特点和外界条件，选择承载性能好又经济合理的结构体系。平面和立
面布置应规则、对称，并应具有良好的整体性，尽量避免结构的刚度突变。
６．２．２ 为保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承受和传递水平力，避免压杆的侧向失稳，以及
保证结构安装时的稳定，应根据结构的不同情况，设置可靠的支撑系统。
６．２．３ 锅炉钢结构的布置应考虑以下各项：
ａ） 满足锅炉本体及附属设备的支吊、安装、运行和维护所需的空间和通道。
ｂ） 当有抗震和抗风要求时，宜选用桁架式锅炉钢结构。
ｃ） 结构应考虑经济性要求：
１） 锅炉钢结构及其组成构件应结构简单、制造方便；
２） 设置必要的构件：锅炉钢结构应设置为保持其强度、刚度和稳定性所必需的构件；
３） 直接传递荷载：构件应传力明确，使荷载以最短的途径通过梁、柱和支撑传至基础；
４） 柱和梁的布置应力求柱的数量为最少，梁的长度不宜过长，应对柱、梁的布置进行分析和
比较，采用最经济的方案；
５） 尽量使构件具有兼用性，充分利用构件的特性，使构件承担多项作用。
ｄ） 易于运输和安装：构件应尽量避免运输超重、超限，易于安装就位。
６．２．４ 柱距的确定应兼顾场地、设备和锅炉钢结构本身的受力要求，选取合理的柱距。
６．２．５ 柱宜布置在同一轴线，以便在此轴线上组成有一定刚度的垂直平面钢结构。
６．２．６ 锅炉钢结构宜采用双排柱布置，合理确定内外柱的距离，同时协调前后部分的关系（图１）。有
时也可采用单排柱布置（图２），这时要求柱沿两个主轴方向都能构成必要的结构，以保证柱横纵方向的稳定。
６．２．７ 梁的布置应满足锅炉本体和附属设备的要求，同时考虑平台的支撑，同一层梁的标高应尽可能
一致，梁的布置不宜过密，且距离尽量均匀。
６．２．８ 炉顶梁格的主梁宜横向布置，有时也可采用纵向布置。纵向布置可以把主梁做成一端或两端悬
臂，以满足设备的支吊要求，并减小主梁跨内弯矩和挠度。
６．２．９ 炉顶梁格的次梁与主梁可采用平接或低接两种连接方式（图３）。
ａ）平接 ｂ）低接
６．２．１０ 平台标高与各种门、孔标高的距离宜在８００ｍｍ～１２００ｍｍ左右，以便于操作。但在综合考虑
各种因素和不能满足同时兼顾多个孔门时，可根据实际情况确定平台的标高。
７ 作用及其效应组合
７．１ 竖向荷载
７．１．１ 永久荷载包括：
ａ） 锅炉本体各部件和有关设备的结构自重；保温绝热材料，管内介质及积灰、积渣等自重。
ｂ） 电站设计部门作用在锅炉钢结构上并经同意的永久荷载，这些荷载主要包括下述内容：
１） 电厂工艺专业：
---煤粉管道和油系统管路；---烟风道；---汽水管道；
---电缆桥架；---检修安装用单轨吊车；
---工艺专业作用到锅炉钢结构上的其他永久荷载。
２） 电厂土建专业：
---锅炉房屋盖及锅筒小室；
---汽机房、除氧间、煤仓间作用到锅炉钢结构的荷载；
---运转层平台、给煤机平台和其他防雨大平台；
---锅炉房紧身封闭；---电梯井；
---土建专业作用到锅炉钢结构上的其他永久荷载。
７．１．２ 可变荷载包括所有作用在锅炉钢结构上和锅炉平台、运转层、炉顶上的活荷载以及雪荷载。
７．１．３ 锅炉钢结构荷载的取值原则：
ａ） 锅炉钢结构自重标准值：应按结构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。
ｂ） 平台荷载：
１） 作用在锅炉钢结构上的运转层混凝土平台的荷载应由电站设计部门提供。一般可取自
重标准值４ｋＮ／ｍ２，活荷载标准值８ｋＮ／ｍ２。对于正常使用极限状态作用效应的标准组
合，运转层活荷载标准值可乘以折减系数０．６。
２） 检修平台活荷载标准值４ｋＮ／ｍ２，通行平台活荷载标准值２ｋＮ／ｍ２，梯间平台活荷载标准值３．５ｋＮ／ｍ２。
ｃ） 屋面荷载：锅炉屋盖宜采用轻型结构，自重标准值宜按０．５ｋＮ／ｍ２ 计算，活荷载标准值应按
０．５ｋＮ／ｍ２ 计算。对支承轻屋面的构件或结构（檩条、屋架、框架等），当仅有一个可变荷载，且
受荷水平投影面积超过６０ｍ２ 时，屋面均布活荷载标准值应取０．３ｋＮ／ｍ２。雪荷载按当地气
象资料采用。屋面活荷载不与雪荷载同时组合。
７．２ 风荷载
７．２．１ 垂直于锅炉钢结构表面上的风荷载标准值，应按式（１）～式（２）计算：
ａ） 当计算主要承重结构时：
锅炉钢结构的基本风压应由用户提供，也可按GB ５０００９给出的该地区５０年一遇的风压采用，但
不得小于０．３ｋＮ／ｍ２。
７．２．３ 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数μｚ应根据地面粗糙度类别按表１０确定。地面
粗糙度可分为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四类：
Ａ类---指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
Ｂ类---指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
Ｃ类---指有密集建筑群的城市市区；
Ｄ类---指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
对建于山区的锅炉钢结构，风压高度变化系数μｚ除按平坦地面的粗糙度类别由表１０确定外，还应
考虑地形条件的修正，修正系数应符合GB ５０００９的规定。
７．２．４ 锅炉钢结构风荷载体型系数μｓ和局部风压体型系数应符合GB ５０００９的规定。一般矩形平面
的锅炉钢结构风荷载体型系数可按图４选用。
７．２．５ 风振系数βｚ：
一般情况下，取βｚ＝１．０。当锅炉钢结构高度大于１００ｍ或高宽比H／B≥５时，应考虑风压脉动对
结构发生顺风向风振的影响。
风振系数βｚ按式（４）计算：
７．２．７ 风荷载的分配：
ａ） 紧身封闭或露天布置无导向装置的锅炉：根据不同高度的风荷载标准值，按锅炉钢结构各节点
所负担的受风面积，将风荷载分配到锅炉钢结构的受载节点上。
ｂ） 露天布置有导向装置的锅炉：根据不同高度的风荷载标准值和导向装置所约束的炉膛受风面
积，计算出各导向装置承受的风荷载，并将其作用到锅炉钢结构的相应位置上。此时锅炉钢结
构各节点所承受的风荷载应按有关规定采用适当的受风面积计算。
７．３ 地震作用
７．３．１ 经抗震设防的锅炉钢结构，当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不会损坏
或不需修理即可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或
不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重损坏。
７．３．２ 抗震设防烈度必须按国家规定权限审批、颁发的文件（图件）确定，一般情况下可采用中国地震
动参数区划图的地震基本烈度。
７．３．３ 抗震设防烈度６度建于Ⅳ类场地属于乙类建筑的锅炉钢结构，７度和７度以上的锅炉钢结构，
应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。
对于结构布置不规则且具有明显薄弱层，或高度大于１５０ｍ，或建于９度地区属于乙类建筑的锅炉
钢结构应进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。
抗震设防烈度为６度时，除建于Ⅳ类场地属于乙类建筑的锅炉钢结构外，可不进行地震作用计算和
截面抗震验算，但应符合有关的抗震措施要求。
７．３．４ 单机容量为３００ＭＷ及以上或规划容量为８００ＭＷ 及以上的电厂锅炉钢结构属乙类建筑，其
地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求。一般情况下，其抗震措施为：当抗震设防烈度为６度～
８度时，应符合本地区抗震设防烈度提高１度的要求；当抗震设防烈度为９度时，应符合比９度抗震设防更高的要求。
当电厂锅炉钢结构属丙类建筑时，锅炉钢结构的地震作用和抗震措施应符合本地区抗震设防烈度的要求。
建筑场地为Ⅰ类场地时，属于乙类建筑的锅炉钢结构应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取
抗震构造措施，丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低１度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防
烈度为６度时不降低，仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
７．３．５ 锅炉钢结构的抗震计算不考虑地基与结构相互作用的影响。
７．３．６ 抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系，应符合表１５的规定。
表１５ 抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系抗震设防烈度 ６ ７ ８ ９
７．３．７ 锅炉钢结构的抗震计算一般情况下可采用底部剪力法。当锅炉钢结构高度较高时，宜采用振型分解反应谱法。
７．３．８ 按９度抗震设防且高度大于１００ｍ的锅炉钢结构，或者按８度和９度抗震设防且跨度大于
２４ｍ或有较大悬臂的锅炉钢结构，应计算竖向地震作用。
７．３．９ 计算地震作用时，重力荷载代表值应取永久荷载标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载
的组合值系数应按表１６采用。
７．３．１０ 锅炉钢结构的地震影响系数应根据抗震设防烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以
及阻尼比确定，其水平地震影响系数最大值应按表１７采用。特征周期应根据场地类别和设计地震分组
按表１８采用，计算８度、９度罕遇地震作用时，特征周期应增加０．０５ｓ。
７．３．１１ 锅炉钢结构的基本自振周期T１（ｓ）可按式（５）近似计算：
７．３．１２ 锅炉钢结构对应于不同阻尼比，地震影响系数α曲线（图５）的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：
７．３．１３ 锅炉钢结构在多遇地震下的阻尼比，对于单机容量小于２５ＭＷ 的轻型或重型炉墙锅炉阻尼
比可采用０．０５；对于单机容量不大于２００ＭＷ的悬吊锅炉阻尼比可采用０......
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