針對目前帶壁板鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)設(shè)計中不考慮壁板側(cè)向剛度從而導(dǎo)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(shè)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(shè)計問題。結(jié)果顯示
應(yīng)力比控制在０．８５以內(nèi)（ 框架柱０．７５） 時， 新設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)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(shè)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(shè)備， 應(yīng)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(fù)雜， 且長期處于高溫環(huán)境下， 其結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠尤為重要。對于加熱爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計， 國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)完全采用傳統(tǒng)設(shè)計方法， 即按照常用的理論和經(jīng)驗公式確定結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)， 由于缺乏現(xiàn)代設(shè)計手段， 傳統(tǒng)設(shè)計過于保守， 效率低下。對于加熱爐結(jié)構(gòu)進行設(shè)計方法研究， 改進其工程設(shè)計， 有利于提高石化行業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計效率， 降低設(shè)計成本。
一些科研單位對加熱爐結(jié)構(gòu)的設(shè)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(shè)計平臺， 可實現(xiàn)典型加熱爐設(shè)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(shè)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(shè)計過程難以表達空間結(jié)構(gòu)的問題， 依照模塊化設(shè)計思想，開發(fā)了交互式繪圖程序， 實現(xiàn)了三維化設(shè)計。張立杰等人【 ４】采用數(shù)學(xué)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(shè)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(shè)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(shè)計為帶有表面鋼板的框架結(jié)構(gòu)， 我國工程建設(shè)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(shè)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(shè) 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(shè)計分析， 研究了帶壁板的加熱爐鋼框架 的一些關(guān)鍵設(shè)計問題。