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台泥、亚泥未受6.7级地震影响 水泥厂应该如何防震(附方案)

2019/04/18 中国水泥网信息中心

台湾水泥和亚洲水泥在花莲当地都有生产厂家。中国水泥网第一时间与对方取得联系。在回复中,双方均表示此次地震对于水泥生产未造成影响。另据当地媒体报道,亚泥新城厂在地震后出现扬灰情况,但经亚泥确认为水泥原料灰尘扬起,机具皆无大碍。......

  中国地震台网正式测定:4月18日13时01分在台湾花莲县海域(北纬24.02度,东经121.65度)发生6.7级地震,震源深度24千米。震中位于花莲县附近海域,距海岸仅1公里。

  今年以来,台湾共发生四级以上地震21次,其中4.0到4.9级15次,5.0到5.9级5次,6.0级以上1次,最大地震是本次地震。近一年来,台湾共发生四级以上地震52次,其中4.0到4.9级41次,5.0到5.9级8次,6.0级以上3次,最大地震也是本次地震,同时也是台湾2016年以来最大地震。

  台湾水泥和亚洲水泥在花莲当地都有生产厂家。中国水泥网第一时间与对方取得联系。在回复中,双方均表示此次地震对于水泥生产未造成影响。另据当地媒体报道,亚泥新城厂在地震后出现扬灰情况,但经亚泥确认为水泥原料灰尘扬起,机具皆无大碍。

  据了解,台湾历来地震较多,台泥和亚泥也一直将安全生产和防灾减灾放在了工厂生产经营的突出位置,此生产线抗震能力强。

  另外,据中国水泥网统计,台泥在花莲拥有三条生产线,产能约680万吨。亚泥在花莲地区也有三条生产线,产能在400万吨左右。

  我们来看看水泥厂的抗震设计要怎么做?

  抗震设防烈度9度与8度时水泥厂结构设计对比

  在中国地震动峰值加速度区划图中,设计基本地震加速度值≥0.40g、也就是抗震设防烈度为9度及以上的区域很少,我们的工作中也很少遇到在抗震设防烈度为9度及以上区域的工程。那么,在此烈度条件下的结构设计有何特点、结构的工程量与低烈度条件下有多大差别呢?我院在2011年同时承接了两条规模相同的水泥生产线,分别位于抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度值0.20g)和9度(0.40g)的地区,其中有些车间的尺寸及荷载相似,在此,笔者从结构方案和工程量总结、对比了其中一些相似的车间,希望能对大家在遇到类似的情况时有一些借鉴。

  下面,笔者主要选择了窑头厂房(单层)和旋风筒楼(多层)分别进行了对比。结构计算程序采用PKPM,工程量也是由程序统计的。因两工程的地质情况不同,基础方案不同,本文仅对比了两车间的上部结构。为简化,下文中将位于抗震设防烈度为8度区的工程简称为8度工程,将位于9度区的工程简称为9度工程。

  1 窑头厂房

  1.1 厂房尺寸。厂房为单层,顶面高度为8.000m,柱底高度为-2.000m,平面尺寸参见图1:

  1.2 8度工程设计。此工程采用常规的框架结构方案,框架柱的尺寸从600x600~800x800mm。

  1.3 9度工程设计。此工程如果仍采用与8度工程相同的框架截面,结构的层间位移角将达到1/298,不满足《建筑抗震设计规范》GB50011中第5.5.1条中规定的框架结构弹性层间位移角限值1/550的要求,因此,需增加结构的抗侧移刚度。在设计过程中,我们对比了加大框架截面尺寸和设置抗震墙两种方案,从对比的结果发现采用设置抗震墙的方案工程量更省,我们最终的设计即采用了框架-抗震墙的方案,在下图1所示位置设置了抗震墙,墙厚为300mm。所有柱截面尺寸均为600×600mm。

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  1.4 工程量及造价对比。上述两种方案的对比见下表:

  注:表中混凝土单价按860元/m3、钢筋单价按6500元/t计算,下表相同。

  2 旋风筒楼

  2.1 厂房尺寸。厂房的平、立面尺寸见图2。两工程的基础埋深有些差别,其中:A轴基础埋深相同,为1轴处-9.000m、3轴处-10.800m;其他轴处8度工程埋深均为-6.500m,9度工程埋深均为-3.500m。

  2.2 8度工程设计。此工程采用常规的框架结构方案,框架柱的尺寸从700x900~1000x1200mm。

  2.3 9度工程设计。在《建筑抗震设计规范》GB50011中第6.1.1条的表6.1.1中规定,9度时钢筋混凝土框架结构房屋适用的最大高度为24m,本厂房的高度已超过这一要求。因此,我们选用了框架-抗震墙的结构方案,在B、C轴之间设置了抗震墙。

  2.4 工程量及造价对比。上述两种方案的对比见下表:

  3 分析、总结

  通过以上两个厂房的对比,我们可以看到,对于混凝土框架结构,当抗震设防烈度从8度提高到9度后,工程的造价会提高30%以上。根据我们以前搜集的资料,对于钢筋混凝土抗弯框架,当设计基本地震加速度值从0.05g提高到0.10g时,投资增加约1%;从0.10g提高到0.20g时,投资增加约6%,增加额并不大。这从我们以前的设计经验也可以验证以上的数据,当设防烈度为7度时,采用与6度相同的框架截面仅配筋稍做增加,即可满足抗震设计要求;当设防烈度为8度时,与7度时相比,配筋或截面及配筋稍做增加,也可满足要求。通过本次9度工程的设计,我们注意到,对于混凝土框架结构,无论是单层还是多层,框架的截面及配筋比8度条件下增加很多才能满足抗震设计的要求。而较大的梁、柱截面有时会影响到建筑的使用或美观,此时,应考虑采取不同的结构方案来进行设计,在此情况下,框架-抗震墙结构是一个可选择的方案。在本工程中,包装车间(高度20.4m)、办公楼(4层、总高13.5m)最终都是采用的框架-抗震墙结构。

  在抗震设防烈度为9度时,地震作用成为结构设计的控制作用,不仅是对框架结构,对水泥厂中的其他结构也一样。例如,对于筒仓结构,当筒仓较高时,在地震作用下,筒壁内会产生拉力,筒壁的竖向配筋不能再按构造配筋,应按计算增加竖向抗拉钢筋;另外,有些库在水平地震作用下产生的剪力已经大于筒仓支撑结构的抗剪承载力,需要增加支撑结构的截面或提高其混凝土强度等级。

  4 结语

  抗震设防烈度为9度时,结构的工程量及造价较低烈度条件下有较大增加,本文通过实际工程做了一些对比、总结。由于笔者水平有限,有些方面可能并不全面,谨希望能通过本文给大家提供一些有益的帮助。

(责任编辑:梁爱光)

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2019-07-21 14:20:35