近年來，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，樹脂吸脫附系統(tǒng)在廢氣處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。作為該系統(tǒng)中的重要組成部分，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，還直接影響著設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行效率。本文將簡要探討樹脂吸脫附系統(tǒng)中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為相關(guān)工程提供參考。

在樹脂吸脫附系統(tǒng)的相關(guān)構(gòu)造中，運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)來支撐樹脂罐以保證工程設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，通常采用鋼板、型鋼通過組合連接成為基本構(gòu)件，再通過安裝連接成為整體結(jié)構(gòu)骨架。那么選取何種規(guī)格的型鋼和組合方式能夠在保證安全可靠的前提下更加節(jié)省材料及安裝成本就是我們需要考慮的問題。

業(yè)主在做廠區(qū)建設(shè)時(shí)，給環(huán)保設(shè)備的空間通常比較緊湊，在此條件下，選取較大規(guī)格的型鋼則會(huì)擠占罐體放置的空間，且采用大規(guī)格 H 鋼相應(yīng)的成本也會(huì)上升，為了實(shí)現(xiàn)既滿足承重需求，又滿足經(jīng)濟(jì)化的方案，同時(shí)兼顧占地限制，我們通過計(jì)算 H 鋼的承重能力，在保證安全的情況下考慮最經(jīng)濟(jì)的方案。

以 2000 風(fēng)量的樹脂吸附系統(tǒng)為例，參數(shù)如下：

由此計(jì)算哪種規(guī)格的H 鋼滿足要求，我們通常的 H 鋼的規(guī)格為HW150 或HW250， HW250 型鋼（H 型鋼，規(guī)格 250×250×9×14）

以下為簡化計(jì)算：

1.基本參數(shù)

型號(hào)：HW250×250×9×14（國標(biāo) GB/T 11263-2017）

截面模量（Wx）：約 920 cm3

慣性矩（Ix）：約 11500 cm?

材料：Q235 鋼，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=215 MPa

彈性模量（E）：206×103 MPa206×103MPa

2.抗彎承載力計(jì)算

M=γx? Wx? f=1.05? 920? 10³ mm³? 215 MPa=207.57

均布荷載（q）：

q=8M/L2=8? 207.57÷32≈184.06 kN/m

集中荷載（P）：

P=4M/L=4? 207.57÷3≈276.76 kN

3. 撓度驗(yàn)算

允許撓度：δmax=L250=12 mm 

4. 均布荷載下的允許 q 值：

q=384? E? I? δ/5? L4=384? 206? 103? 11500? 104? 12÷5? 30004≈269.45 kN/m

5. 結(jié)果分析

強(qiáng)度控制：約 184kN/m（均布）或 277kN（集中）撓度控制：約 269kN/m（均布）

實(shí)際設(shè)計(jì)中需考慮安全系數(shù)（通常取 1.4~1.5），因此允許工作荷載約為 130~140kN/m（均布）或 197~210kN（集中）。

結(jié)論

HW250 型鋼在 3 米跨度下，允許均布荷載約 130kN/m，集中荷載約 200kN 由于樹脂罐的安裝是集中荷載型，1kN≈102kg 的物體在地球表面受的重量，則 200*102kg≈20T。HW250 的型鋼可負(fù)載約 20T 的重量，而單罐樹脂重量為 6.2T，滿足要求。

運(yùn)用相同的公式計(jì)算得出HW150 型鋼在3 米跨度下，允許均布荷載約34-40kN/m，集中荷載約 55-59kN 由于樹脂罐的安裝是集中荷載型，因此 55kN*102kg≈5.6T，不滿足要求。

由此可知，只有采用的鋼結(jié)構(gòu)為 250 號(hào)型鋼可滿足荷載要求。

材料選擇

鋼結(jié)構(gòu)材料的選擇直接影響其性能和使用壽命。常用的材料包括碳鋼、不銹鋼等。

連接方式

鋼結(jié)構(gòu)的連接方式直接影響其整體穩(wěn)定性和抗震性能。常用的連接方式包括焊接和螺栓連接。焊接連接具有較高的強(qiáng)度和剛度，但施工難度較大；螺栓連接便于安裝和拆卸，但需注意防松措施。

對(duì)于樹脂系統(tǒng)中常用的 H 鋼支撐的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)而言，為了便于運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝，采用螺栓連接幾乎是必然的選擇。通常為了保證強(qiáng)度的同時(shí)我們還需要在螺栓安裝后進(jìn)行焊接。

由于運(yùn)輸限高的原因，選取在工廠加工鋼結(jié)構(gòu)的方式，鋼結(jié)構(gòu)的整體高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限高范圍，通常鋼結(jié)構(gòu)的高度可達(dá)到 6-7 米，我們就需要將鋼結(jié)構(gòu)上半部分與下半部分拆分設(shè)計(jì)，需要焊接橫梁及增加支撐的部分盡量放置在上半部分，在工廠內(nèi)完成焊接，減少不合格因素的同時(shí)縮短現(xiàn)場施工人員的工作時(shí)間，一般國內(nèi)的運(yùn)輸車輛的限高大約為 3m，將上半部分完成焊接后，下半部分即可平放完成運(yùn)輸，并采用現(xiàn)場螺栓對(duì)接的方式安裝，不再受限高要求的限制。

（圖例為兩組 H 鋼對(duì)接安裝形式，使用高強(qiáng)螺栓連接） 

樹脂吸脫附系統(tǒng)中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而重要的環(huán)節(jié)，涉及材料選擇、荷載計(jì)算、連接方式、防腐設(shè)計(jì)、熱膨脹考慮和抗震設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。合理的設(shè)計(jì)不僅能夠提高設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，還能延長設(shè)備的使用壽命，降低維護(hù)成本。希望本文的探討能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程提供有益的參考，助力環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

作者簡介：

合肥義禾專注于環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用，擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。如需了解更多關(guān)于樹脂吸脫附系統(tǒng)及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，歡迎關(guān)注我們的公眾號(hào)。