Строительные конструкции зданий и сооружений тепловых электростанций проектируются и рассчитываются в соответствии со «Строительными нормами и правилами» и дополнительными указаниями, учитывающими особенности работы некоторых элементов конструкций тепловых электростанций.
Расчет конструкций и оснований на силовые и другие воздействия производится по методу предельных состояний.
Предельными называются состояния, при которых конструкции или основание перестают удовлетворять предъявленным к ним требованиям и их дальнейшая нормальная эксплуатация невозможна.
В расчетах учитываются следующие предельные состояния:
а) по несущей способности;
б) по деформациям;
в) по трещиностойкости.
Целью расчета по несущей способности является обеспечение прочности, устойчивости формы и положения, выносливости конструкций при возможных неблагоприятных условиях их работы в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.
Расчет по деформациям производится с целью ограничения деформаций или перемещений, в том числе колебаний конструкций такими пределами, которые не препятствуют их нормальной эксплуатации.
Целью расчета конструкций по трещиностойкости является недопущение трещин или ограничение величины раскрытия трещин с тем, чтобы эксплуатация сооружения не была затруднена или нарушена вследствие коррозии, местных повреждений, потери непроницаемости и пр.
Конструкции рассчитывают таким образом, чтобы они обладали коэффициентом запаса, обеспечивающим их безопасную эксплуатацию, несмотря на некоторую изменчивость расчетных факторов (нагрузки, прочности материалов), принимаемых в расчетах по усредненным значениям.
Нормами предусматриваются три вида коэффициентов запаса, учитывающих соответственно изменчивость каждого из расчетных факторов отдельно:
а) коэффициенты перегрузки n, вводимые на величину действующих нагрузок;
б) коэффициенты однородности k, вводимые на величину характеристик прочности материалов конструкций;
в) коэффициенты условий работы т, позволяющие оценить некоторые особенности работы материалов, конструктивных элементов и их соединений, которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем.
При расчетах конструкций пользуются двумя видами нагрузок: нормативными и расчетными.
Нормативными q называются наибольшие нагрузки, которые могут действовать на конструкцию яри ее нормальной эксплуатации.
Расчетные нагрузки q получают путем умножения нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузок (коэффициенты запаса), учитывающие возможные колебания принятой величины нормативной нагрузки.
При расчете конструкций и оснований различают постоянные и временные нагрузки и воздействия.
Постоянными называются такие нагрузки и воздействия, которые могут иметь место при строительстве или эксплуатации сооружения постоянно: собственный вес строительных конструкций, вес и давление грунта, усилия предварительного напряжения конструкций.
Временными называются такие нагрузки и воздействия, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать или изменять свою величину и расположение.
В зависимости от длительности действия учитываемые расчетом временные нагрузки и воздействия разделяют на длительно действующие и кратковременные.
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся: вес стационарного оборудования (станков, аппаратов и т. п.); нагрузки на перекрытия складов; вес некоторых частей зданий, положение которых может меняться в процессе эксплуатации, например самонесущих перегородок; давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах и т. п.
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся: нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования: кранов, тельферов; нагрузки на перекрытия от веса людей, деталей, ремонтных материалов в зонах обслуживания оборудования; снеговые нагрузки; ветровые нагрузки; температурные климатические воздействия и пр.
В отдельных случаях конструкции могут испытывать воздействие особых нагрузок (сейсмика, просадка основания, аварии).
Конструкции и основания проверяют расчетом на различные виды неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий:
а) основные сочетания, составляемые из постоянных, временных длительно действующих и одной наиболее существенной кратковременной нагрузки;
б) дополнительные сочетания, составляемые из всех нагрузок основного сочетания и одной или нескольких кратковременно действующих нагрузок;
в) особые сочетания, составляемые из нагрузок дополнительного сочетания и одной из особых нагрузок.
В табл. 9-1 в качестве примера приведены некоторые величины нормативных нагрузок и коэффициентов перегрузки, установленные «Строительными нормами и правилами» (СНиП II-А. 11-62) или выработанные институтом Теплоэлектропроект.
Приведенные в таблице коэффициенты перегрузки не учитывают динамических воздействий оборудования.
Расчет строительных конструкций электростанций, на которые воздействуют динамические нагрузки, производится на основании действующих нормативных документов по проектированию и расчету несущих конструкций зданий и фундаментов под машины с динамическими нагрузками либо путем суммирования статических расчетных нагрузок с динамическими расчетными нагрузками, определяемыми по инструкции Теплоэлектропроекта.
Например, при расчете стальных подкрановых балок и их креплений к колоннам по прочности вертикальные расчетные нагрузки от электрических мостовых кранов следует умножать на коэффициент динамичности 1,1, а для железобетонных подкрановых балок — на коэффициент 1,2.
При проектировании и расчете строительных конструкций учитываются не только величина и направление действия нагрузок (вертикальные, горизонтальные и пр.), но и характер передачи нагрузки на конструкцию.
Таблица 9-1
Нормативные нагрузки qн и коэффициенты перегрузки п
* Указанные в скобках значения коэффициентов перегрузки (0,9) принимаются в тех случаях, когда уменьшение нагрузок от веса строительных конструкций вызывает ухудшение их работы, например при расчете конструкций на устойчивость положения против всплытия, опрокидывания и скольжения.
** Размерность — т/м.
Нагрузки, приложенные в точке, например усилие от подвески трубопроводов, прикрепленной к балке перекрытия, называются сосредоточенными и измеряются в тоннах; нагрузки, равномерно распределенные по площади перекрытия, например собственный вес железобетонной плиты перекрытия, называются равномерно распределенными и измеряются на плиту в т/м2, на балду в т/м.
Кроме приведенных в таблице видов нагрузок и воздействий, на строительные конструкции главного корпуса через неподвижные и подвижные опоры передаются усилия от температурных деформаций различных трубопроводов и оборудования (деаэраторных баков и пр.), усилия от натяжения транспортерных лент и др.
Тщательное изучение всех возможных видов и характера нагрузок и воздействий на строительные конструкции и основания является обязательным элементом проектирования и основой для расчета отдельных элементов и здания в целом.
Принятые в проекте для каждого участка перекрытия предельные величины монтажных нагрузок обозначаются на строительных конструкциях для сведения эксплуатационного персонала электростанции.
