：根 据石油化工装置反再框架的特 点 ，“两器”承 重 范围 内采 用方钢管混 凝土柱和 矩形钢 管梁 、 支撑结构体系，通过分析常用的外加强板节点和 内隔板两种方钢管混凝土梁柱节点并结合本工程的情 况，“两 器”设备 支撑层 的梁柱 节点采用外加强板 与 内隔板相 结合 的新 型节点 形式。应 用 ANSYS软件 对 该节点进行三 维非线性有 限元模拟 ，通过在 最不利荷 载作用下的应 力分析 ，结果表 明，矩形钢 管梁和 支撑 与方钢管混凝土柱 的连接 节点具有较 高的安全储备 ，在工程 中应用是安全的 。 关键词 ：方钢管混凝土柱 矩形钢管 梁 ANSYS 有限元 节点分析 反再框架为某石化装 置中最 重要的构筑物 ， 支撑着反应器和再生器 (简称两器 )、汽包和脱气 罐等一批 重要 的设 备 ，是整 个装置 的核心 部分。 随着石化装置 的大 型化 ，框架承担 的荷载也越来 越大 ，且设备 、管道布置复杂，结构布置 、构件的截 面尺寸受其它专业 的诸 多限制 ，仅靠加大截面尺 寸 已经无法满足设计要求 ，因此该项 目中采用一 种新型 的结构体系——钢管混凝土组合结构。 钢管混凝土是指在钢管 中填充混凝土而形成 的构件 ，按截面形状 ，可分 为圆、方 、矩形和多边形 钢管混凝土，利用钢管和混凝土两种材料在受力 过程中的相互作用 ，即钢管对其 核心混凝土 的约 束作用 ，使混凝土处于复杂应力状态之下 ，从而使 混凝土的强度得 以提高 ，塑性和韧性性能得到改 善 。同时 ，由于混凝土的存在 ，可以延缓或避免钢 管过早 的发生局部屈 曲，从而保证其材料性能 的 充分发挥。此外 ，在钢管混凝土的施工过程 中，钢 管还可 以作 为浇注其核 心混凝 土的模板 ，省去支 模 ，加快施工速度。总之 ，钢管混凝土不仅可以弥 补两种材料各 自的缺点 ，而且能够充分发挥两者 的优点 ]。这也正是钢管混凝土结构的优势所 在。实际工程 中常用 的是 圆、方和矩形钢管混凝 土 ，方钢管混凝土的约束效应虽然不如 圆钢管混 凝土 ，但其节点几何方形状规则 ，便 于施 工；因此 反再框架采用方钢管混凝 土柱与钢梁形成的框架 结构体系——方钢管混凝土组合结构 。 1 工程概 况 1．1 总体布置 反再框架纵向 1—8轴 ，横 向 A—D轴。1—2 轴为汽包框架 ，总高 45．5m；3～4轴为再生器支 撑部 分 ，再 生 器 总 重 3200 t，设 备 支 座 位 于 EL22．000；5～6轴 为反应 器支撑部分 ，反 应器总 重 2100t，设备支座位于 EIA0．000；脱气罐 A／B、 待生斜管 、第 二提升管 ，总重约为 400t，支撑于 4、 5轴之间；框架最高点位于 7—8轴楼梯 间部分 ，最 高点标高为 EL84．400。 1．2 结构 形式 基础 ：采用梁板式筏板基础 ，方钢管混凝土柱 采用埋人式柱脚。上部结构框架的主要 部分 (两 器支撑框架 )采用 方钢管混凝 土柱——矩形钢管 梁和垂直支撑体系，其它部分采用 H型钢梁 、柱、 支撑体系，个 别受力 较大 的梁采用矩 形钢 管梁。 方钢管混凝土柱 的截面尺寸 (高 ×宽 ×腹板厚 ×

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