電力工程設計手冊11：火力發電廠結構設計（簡體書）

《火力發電廠結構設計》是電力工程設計手冊之一。為使設計人員了解火力發電廠工程的工藝系統特點，以及對應結構設計的特殊性，本手冊對火力發電廠工程中的相關工藝系統作了簡單介紹。本手冊編制注重參考性與實用性，根據國家和行業的現行設計規范、規程和標準進行編寫，涵蓋了火力發電廠結構設計的主要原則、設計要點、設計計算以及構造要求等內容。同時，手冊匯總了已建或在建火力發電廠工程的結構設計經驗和成熟做法，提供了眾多火力發電廠結構設計中具有代表性的工程算例。

項目負責單位：中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司參加單位：中國電力工程顧問有限集團工程技術中心中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司

幾代電力設計工作者智能的結晶，總結了電力工程勘察設計新成果、新技術、新材料、新設備、新工藝，引領了電力工程勘察設計的技術路線和發展方向。

序言
總前言
前言
第一章火力發電廠主要工藝系統及建（構）筑物1
第一節火力發電主要工藝流程及總平面布置1
一、火力發電生產工藝流程1
二、火力發電廠總平面布置及主要建（構）筑物2
第二節燃燒和熱力系統及其建（構）筑物5
一、燃燒系統5
二、熱力系統7
三、主要建（構）筑物8
四、主廠房優化布置原則9
五、燃煤電廠主廠房常用布置方案10
六、燃氣—蒸汽聯合循環電廠常用的主廠房布置方案10
第三節物料輸送系統及其建（構）筑物13
一、運煤系統及其建（構）筑物13
二、除灰渣系統及其建（構）筑物14
第四節電氣系統及其建（構）筑物17
一、電氣系統主要子系統17
二、電氣系統主要建（構）筑物18
第五節電廠化學系統及其建（構）筑物19
一、鍋爐補給水系統及建筑物19
二、凝結水精處理系統設備及構筑物19
三、工業廢水處理系統設備及構筑物19
第六節循環水系統及其建（構）筑物20
第二章工程建設設計階段的主要工作21
第一節初步可行性（可行性）研究階段21
一、工作范圍21
二、提交成品21
第二節初步設計階段22
一、工作范圍22
二、提交成品22
第三節施工和竣工圖設計階段23
一、施工圖設計階段工作范圍23
二、施工圖階段提交成品25
三、竣工圖編制25
第三章設計基本規定26
第一節設計原則26
一、設計方法26
二、承載能力極限狀態設計26
三、正常使用極限狀態設計28
四、建（構）筑物的安全等級29
第二節主要荷載及作用29
一、一般規定29
二、屋面、樓（地）面活荷載31
三、工藝荷載38
四、吊車荷載39
五、風荷載39
六、雪荷載48
七、溫度作用48
八、偶然荷載48
第三節主要結構材料49
一、混凝土49
二、鋼筋50
三、鋼材51
四、連接材料55
五、材料代換要求58
第四節變形及裂縫控制要求58
一、上部結構變形控制要求58
二、構件裂縫控制要求60
第五節結構耐久性61
一、混凝土結構61
二、鋼結構62
第六節抗震設計基本規定63
一、抗震設防分類63
二、結構選型64
三、結構布置要求64
四、抗震等級及抗震構造措施64
五、地震作用計算一般規定65
六、抗震驗算66
第四章地基基礎67
第一節基礎類型67
一、基礎的分類67
二、基礎類型的選擇原則67
第二節基礎設計要點68
一、地基基礎設計的基本規定68
二、基礎埋置深度的確定71
三、地基計算72
第三節無筋擴展基礎的設計77
一、無筋擴展基礎特點與設計內容77
二、基礎底面尺寸的確定77
三、基礎剖面設計77
第四節獨立基礎的設計78
一、獨立基礎計算78
二、獨立基礎構造要求80
第五節條形基礎的設計83
一、墻下條形基礎設計83
二、柱下條形基礎設計計算方法83
三、條形基礎構造要求85
第六節片筏基礎的設計86
一、片筏基礎設計一般規定86
二、片筏基礎承載力計算87
第七節巖石錨桿基礎的設計89
一、概述89
二、工程錨桿的分類和構造要求89
三、巖石錨桿基礎計算方法90
第八節樁基礎90
一、一般要求90
二、樁基設計計算93
三、電廠樁基選型原則97
第五章主廠房鋼筋混凝土框排架結構98
第一節一般規定98
一、主廠房布置和結構材料類型98
二、設計流程98
三、設計原則和材料選用98
第二節結構選型與布置100
一、燃煤電廠常用的主廠房布置100
二、燃煤電廠主廠房結構體系選型104
三、主廠房結構布置原則104
四、燃機電廠的主廠房選型與布置106
第三節整體計算分析106
一、一般規定106
二、計算模型107
三、抗震計算內容和要點107
第四節構造要求109
一、基本構造要求109
二、抗震構造要求110
第五節計算算例111
一、結構布置及特點111
二、設計條件111
三、計算軟件及版本111
四、各層樓屋面荷載111
五、彈性階段結構計算112
第六章主廠房鋼框排架結構115
第一節一般規定115
一、設計原則115
二、材料選用115
三、構件選用116
第二節結構選型與布置116
一、燃煤電廠的主廠房鋼結構選型與布置116
二、燃機電廠的主廠房鋼結構選型與布置121
第三節整體計算分析121
一、基本原則121
二、計算模型和計算簡圖123
三、構件抗震計算123
四、構件的設計計算124
第四節構造要求130
一、鋼結構的局部穩定要求130
二、鋼結構抗震的構造要求130
第五節節點連接計算131
一、H型鋼柱的拼接連接131
二、梁與柱的連接133
三、梁的拼接135
四、支撐與梁柱的連接136
五、柱腳連接137
第六節鋼—混凝土組合樓層結構141
一、設計原則141
二、鋼—混凝土組合梁計算142
三、構造要求149
第七節計算算例149
一、柱的拼接算例150
二、梁的拼接算例（含抗震設計）153
三、剛性露出式柱腳的設計157
四、鉸接露出式柱腳的設計159
第七章主廠房側煤倉間結構161
第一節一般規定161
一、布置161
二、設計流程161
三、設計內容167
四、設計原則和材料選用167
第二節結構選型與布置167
一、一般要求167
二、結構抗震等級169
三、構件截面參考170
第三節整體計算分析173
一、一般要求173
二、鋼筋混凝土結構計算原則175
三、鋼結構計算原則177
第四節鋼結構側煤倉間計算算例177
一、結構布置及特點177
二、設計條件178
三、計算軟件及版本178
四、各層樓屋面荷載178
五、彈性階段結構計算178
第五節鋼筋混凝土側煤倉間計算算例180
一、結構特點180
二、設計條件180
三、計算軟件及版本180
四、各層樓屋面荷載181
五、彈性階段結構計算181
第八章汽機房屋面結構183
第一節概述183
一、屋面結構體系類型183
二、屋面荷載和荷載組合184
三、工程實例184
第二節鋼桁架結構186
一、鋼桁架的型式、特點及幾何尺寸186
二、鋼桁架的內力計算187
三、鋼桁架構件截面選擇188
四、角鋼桁架連接節點和計算190
五、鋼管屋架連接節點和計算199
六、鋼桁架與固、擴端山墻柱的連接203
七、汽機房屋面鋼桁架設計特點203
第三節鋼桁架屋面的支撐體系設計206
一、鋼桁架支撐布置原則206
二、支撐的截面設計209
第四節網架結構212
一、結構選型212
二、結構計算分析215
三、桿件及節點設計216
四、網架安裝221
第五節實腹鋼梁結構及其屋面支撐222
一、實腹鋼梁的設計222
二、實腹鋼梁屋面支撐設計226
三、實腹鋼梁屋面支撐布置實例226
第六節屋面板及檁條設計228
一、重型屋面板及支承鋼次梁的設計228
二、輕型屋面板及檁條的設計230
第七節屋面鋼結構的制作、運輸和安裝236
一、屋面鋼結構的制作236
二、屋面鋼結構的運輸238
三、屋面鋼結構的安裝239
第九章煤斗及吊車梁240
第一節煤斗240
一、一般規定240
二、結構類型241
三、結構計算242
四、構造要求250
五、矩形鋼煤斗數據參考252
第二節吊車梁253
一、一般規定253
二、結構計算255
三、構造要求260
第三節工程實例261
一、設計資料261
二、幾何特性261
三、煤斗上部豎直段計算262
四、斜斗計算266
第十章汽輪發電機基礎271
第一節一般規定271
一、主要設計原則271
二、設計步驟273
三、振動荷載274
四、振動控制標準276
五、荷載及荷載組合276
第二節汽輪發電機基礎數模分析278
一、分析模型建模原則279
二、數模動力分析方法279
第三節汽輪發電機框架式基礎281
一、動力計算281
二、靜力計算282
三、靜變位計算284
四、構造要求285
第四節汽輪發電機彈簧隔振基礎287
一、設計步驟287
二、彈簧隔振器選型288
三、頂板結構計算291
四、施工與安裝292
第五節計算算例293
一、汽輪發電機基礎實體單元數值
模型動力分析算例293
二、汽輪發電機基礎桿系模型分析算例299
三、汽輪發電機彈簧隔振基礎算例303
第十一章燃氣輪機基礎311
第一節一般規定311
一、主要設計原則311
二、設計步驟312
三、振動荷載313
四、振動控制標準314
五、荷載組合316
第二節墻式燃氣輪機基礎316
一、基礎和模型316
二、動力計算317
三、靜力計算317
四、靜變位計算323
五、構造要求323
第三節框架式燃氣輪機基礎324
一、基礎和模型324
二、動力計算324
三、靜力計算327
四、靜變位計算327
五、構造要求327
第四節計算算例327
一、概況327
二、基礎和模型327
三、振動分析328
四、地震分析334
五、靜變位分析335
六、結論337
第十二章輔助機器基礎338
第一節一般規定338
一、輔助機器基礎的分類338
二、基礎設計應取得的必要資料338
三、機器平衡質量等級與擾力及基礎振動標準338
四、大塊式基礎靜力計算340
五、構造要求340
第二節磨煤機基礎341
一、磨煤機的類型341
二、鋼球磨煤機基礎設計344
三、中速磨煤機基礎設計345
四、風扇磨煤機基礎設計345
第三節汽動給水泵基礎345
一、汽動給水泵345
二、基礎的結構選型及布置345
三、振動控制標準346
四、基礎尺寸的確定346
五、基礎的靜力計算346
六、汽動給水泵基礎的動力計算347
七、基礎的配筋與構造348
第四節風機基礎348
一、結構選型及布置348
二、基礎的動力計算349
第五節碎煤機基礎350
一、碎煤機的用途及工作原理350
二、碎煤機基礎設計350
第六節隔振設計350
一、隔振理論及設計方法350
二、隔振設計的原則352
三、隔振設計應取得的資料352
四、振動限制要求352
五、隔振基礎構造設計353
六、隔振材料與隔振元件353
七、輔機隔振設計實例354
第十三章煙囪及煙道支架365
第一節一般規定365
一、一般要求365
二、設計資料366
三、電廠煙囪主要工程數據參考366
第二節煙囪鋼筋混凝土外筒368
一、荷載及作用368
二、計算方法375
三、設計規定384
四、構造要求384
第三節煙囪鋼內筒386
一、自立式鋼內筒計算386
二、懸掛式鋼內筒計算392
三、鋼平臺結構計算394
四、構造要求396
第四節煙囪玻璃鋼內筒403
一、一般規定403
二、材料選配403
三、設計要點405
四、設計計算406
五、構造要求411
第五節煙道支架412
一、概述412
二、荷載413
三、鋼筋混凝土煙道支架結構計算415
四、鋼結構煙道支架計算416
五、煙道支架結構抗震設計417
六、煙道支架結構構造419
第六節計算算例419
一、煙囪鋼筋混凝土外筒計算算例419
二、玻璃鋼內筒計算算例434
第十四章運煤及除灰渣系統建（構）筑物445
第一節翻車機室445
一、工藝系統簡介445
二、結構選型與布置449
三、結構計算450
四、構造要求和注意事項456
第二節汽車卸煤溝459
一、工藝系統簡介459
二、結構選型與布置460
三、結構計算461
四、構造要求和注意事項465
第三節運煤棧橋及廊道465
一、工藝系統簡介465
二、結構選型及布置465
三、結構計算472
四、構造要求478
第四節碎煤機室481
一、工藝系統簡介481
二、結構選型與布置488
三、結構計算489
四、其他注意事項490
第五節斗輪機基礎490
一、斗輪機的布置及型式490
二、斗輪機基礎的設計491
三、構造要求493
第六節干煤棚網架494
一、結構選型494
二、荷載及組合497
三、結構計算分析500
四、干煤棚網殼安裝501
第七節圓形煤場結構502
一、設計規定503
二、荷載及組合504
三、整體式圓形煤場擋煤墻結構507
四、分離式圓形煤場擋煤墻結構510
五、整體式預應力圓形煤場擋煤墻結構514
六、球形網殼518
第八節貯煤筒倉及灰庫525
一、工藝系統簡介525
二、結構選型與布置526
三、結構計算530
四、構造要求537
第十五章電氣構筑物545
第一節變壓器基礎545
一、結構型式545
二、變壓器基礎計算545
三、變壓器貯油坑設計546
第二節GIS基礎547
一、結構型式547
二、設計要點547
第三節變電構架548
一、結構選型及設計原則548
二、荷載及荷載組合550
三、結構計算555
四、節點設計及構造要求566
第四節設備支架572
一、結構型式572
二、荷載和荷載組合572
三、結構計算572
四、構造要求573
第十六章管道支架574
第一節一般規定574
一、常用的管道支架結構型式574
二、溫度區段規定575
三、結構變形規定575
第二節管架結構選型與布置576
一、管架結構選型原則576
二、管架結構布置原則577
第三節計算分析578
一、荷載及荷載組合578
二、結構計算584
第四節構造要求589
一、鋼筋混凝土管架構造589
二、鋼結構管架構造589
三、混合結構構造590
第五節計算算例590
一、剛性管架590
二、柔性管架592
第十七章空冷凝汽器支撐結構594
第一節一般規定594
一、基本規定594
二、荷載及荷載組合595
第二節結構選型與布置596
一、結構選型原則596
二、結構布置原則596
三、典型空冷平臺結構布置方案597
第三節計算分析598
一、結構計算分析原則598
二、結構整體分析599
三、構件設計599
第四節構造要求601
一、基本構造要求601
二、抗震構造要求602
第五節計算算例603
一、工程概況603
二、結構布置603
三、荷載計算及組合604
四、結構分析及結果608
附錄616
附錄A火力發電廠土建結構設計常用規范清單616
主要量的符號及其計量單位618
參考文獻619