針對目前帶壁板鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)設計中不考慮壁板側(cè)向剛度從而導致經(jīng)濟性不佳的問題， 以某石化行業(yè)加熱爐鋼結(jié)構(gòu)為工程背景， 提出了考慮壁板作用的加熱爐鋼結(jié)構(gòu)設計方法。討論了壁板與周圍構(gòu)件的連接方式、 壁板加勁肋的合理布置和構(gòu)造措施、 框架柱計算長度系數(shù)的取值方法等關(guān)鍵設計問題。結(jié)果顯示
應力比控制在０．８５以內(nèi)（ 框架柱０．７５） 時， 新設計方法與傳統(tǒng)設計方法相比， 結(jié)構(gòu)用鋼量可以節(jié)省２０％。

關(guān)鍵詞： 加熱爐 設計方法 帶壁板鋼結(jié)構(gòu) 框架柱計算長度系數(shù) 加勁肋

加熱爐是將物料加熱的設備， 應用遍布于石油、 化工、 機械、 冶金等諸多行業(yè)。在石化行業(yè)， 加熱爐內(nèi)爐管排布、 燃燒器布置、 進出口管線等形式復雜， 且長期處于高溫環(huán)境下， 其結(jié)構(gòu)設計的安全可靠尤為重要。對于加熱爐結(jié)構(gòu)的設計， 國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)完全采用傳統(tǒng)設計方法， 即按照常用的理論和經(jīng)驗公式確定結(jié)構(gòu)設計的參數(shù)， 由于缺乏現(xiàn)代設計手段， 傳統(tǒng)設計過于保守， 效率低下。對于加熱爐結(jié)構(gòu)進行設計方法研究， 改進其工程設計， 有利于提高石化行業(yè)的結(jié)構(gòu)設計效率， 降低設計成本。
一些科研單位對加熱爐結(jié)構(gòu)的設計和優(yōu)化方法進 行 了 研 究。劉 斌 等 人【 １】以 Ａｎｓ ｙ ｓ軟 件 為 基礎(chǔ)， 采用 ＶＢ語言編寫了可視化程序， 開發(fā)了加熱爐結(jié)構(gòu)設計平臺， 可實現(xiàn)典型加熱爐設計參數(shù)的修改。王曉波【 ２】以 ＶＢ 為 開 發(fā) 工 具， Ａｃｃｅｓｓ作 為數(shù)據(jù)支持進行了加熱爐鋼結(jié)構(gòu)的設計平臺開發(fā)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的強度、 穩(wěn)定性校核以及自振周期的計算。趙曜【 ３】等人針對加熱爐結(jié)構(gòu)二維設計過程難以表達空間結(jié)構(gòu)的問題， 依照模塊化設計思想，開發(fā)了交互式繪圖程序， 實現(xiàn)了三維化設計。張立杰等人【 ４】采用數(shù)學中的一維搜索法， 以 結(jié) 構(gòu) 總重量為目標函數(shù)， 實現(xiàn)了基于離散變量算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計。厲亞寧【 ５】對某制氫轉(zhuǎn)化爐鋼結(jié)構(gòu)進行了壁板對鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的影響分析， 建議在爐子鋼結(jié)構(gòu)設計中計入壁板的作用。
石化行業(yè)中方形加熱爐鋼結(jié)構(gòu)一般設計為帶有表面鋼板的框架結(jié)構(gòu)， 我國工程建設中按純框架考慮， 壁板只作為圍護結(jié)構(gòu)， 其受力作用一直沒被利用， 這不但不能真實地反映結(jié)構(gòu)的受力性能，在經(jīng)濟上也是很大的 損 失【 ６ －７】。石化行業(yè)某加熱爐鋼結(jié)構(gòu)工程外型巨大， 如果還是采用傳統(tǒng)的框架分析模型和設計方法， 必定會造成梁柱截面過大、 結(jié)構(gòu)整體外型碩大的問題， 影響使用空間且使得工程 建 設 成 本 大 大 增 加。本 文 考 慮 了 壁 板 作用， 對該工程加熱爐整體結(jié)構(gòu)進行了設計分析， 研究了帶壁板的加熱爐鋼框架 的一些關(guān)鍵設計問題。