[发明专利]除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的设计方法

说明书

本发明公开了除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的设计方法，属于结构工程技术领域。本发明提供了一种除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的设计方法，此方法可用于设计由撑杆和连杆共同组成的柔性支撑系统且设计可靠合理，在设计除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统方面有极高的应用前景。

技术领域

本发明涉及除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的设计方法，属于结构工程技术领域。

背景技术

除尘器是广泛应用于电力、冶金、化工、建材等行业中用以消除烟尘的重要环保装备。烟尘颗粒的捕捉收集均在除尘器箱体内部完成，因此，箱体是除尘器最重要的工艺部件之一。中、大型的除尘器箱体围护结构一般采用加劲墙板-H形截面立柱结构体系或加劲墙板-矩形管截面立柱结构体系。

为保证密闭性，加劲墙板-H形截面立柱结构体系或加劲墙板-矩形管截面立柱结构体系中的墙板会与立柱一侧连续焊接连接。当箱体中墙板受到负压和风荷载形成的横向荷载时，墙板上作用的横向荷载会传递分配到立柱上，使得立柱承受横向分布荷载，同时，立柱顶部承担轴向压力，因此，加劲墙板-H形截面立柱结构体系或加劲墙板-矩形管截面立柱结构体系中的立柱实际为一压弯构件，即压弯柱。

由于放电距离方面的工艺要求以及承担较大荷载时的强度与稳定性设计方面的考虑，某些除尘器的加劲墙板-H形截面立柱结构体系或加劲墙板-矩形管截面立柱结构体系中的立柱会设计成较宽的截面，即采用双肢组合截面。双肢组合截面的两个单肢压弯柱间在中性轴位置采用带角钢加劲肋的加劲连接墙板连接。为减小双肢组合截面柱中单肢压弯柱长细比，提高其刚度，对整个双肢组合截面柱会设置垂直于箱体墙板和两肢间连接墙板方向的撑杆(通常采用热轧圆钢管)以为两个单肢压弯柱提供横向支撑。

为了能同时对两个单肢压弯柱提供横向荷载作用平面内的支撑，撑杆的设置方式主要有两种，一种是常规的将撑杆直接焊接于双肢组合截面柱中的两个单肢压弯柱上(若为H形截面单肢压弯柱，撑杆直接作用于单肢压弯柱的翼缘中点)的支撑方式，在这种支撑方式中，撑杆独立组成一个支撑系统，即除尘器箱体双肢组合截面压弯柱的常规柔性支撑系统；另一种是特殊的在单肢压弯柱间采用连杆(通常采用热轧槽钢)相连，撑杆并不直接作用于单肢压弯柱，而是支撑在两个单肢压弯柱间的连杆中点，撑杆通过与连杆中点连接间接形成对两个单肢压弯柱的垂直墙板方向的平动约束的支撑方式，在这种支撑方式中，撑杆和连杆共同组成一个支撑系统，即除尘器箱体双肢组合截面压弯柱的特殊柔性支撑系统。

目前，在设计除尘器箱体的加劲墙板-H形截面立柱结构体系或加劲墙板-矩形管截面立柱结构体系时，为了保证结构的整体稳定性以及支撑系统的可靠性和有效性，需要对双肢组合截面压弯柱的柔性支撑系统进行结构设计。但是，现有技术中仅有针对常规轴心受压柱柔性支撑系统的设计方法(具体可见参考文献：《钢结构稳定设计指南(第三版)》)，没有针对压弯柱特殊柔性支撑系统的设计方法，这大大增加了特殊柔性支撑系统的实际设计和制作难度。因此，急需研发一种双肢组合截面压弯柱特殊柔性支撑系统的设计方法。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是提供一种除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的结构设计方法。

[技术方案]

为解决上述技术问题，本发明提供了除尘器箱体双肢组合截面压弯柱柔性支撑系统的设计方法，所述方法包含如下步骤：

步骤一：根据需设计柔性支撑系统的双肢组合截面压弯柱，初步试设柔性支撑系统中中部撑杆的截面积预设值为A₁，截面最小回转半径预设值为i₁；确定需设计柔性支撑系统的双肢组合截面压弯柱的立柱总高L、支撑间柱高l以及中部撑杆长度l₁的数值；根据上述预设值和数值计算得到柔性支撑系统的初始支撑刚度γ₀；

初始支撑刚度γ₀按照下述公式计算：