ICS 91.080 P 72 备案号：J1511-2013
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
SH/T3077—2012
代替SH3077—96
石油化工钢结构冷换框架设计规范
Design specification for steel frames supporting coolers and
exchangersinpetrochemicalindustry
2012-11-07发布
2013-03-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 SH/T3077—2012
目 次
.1
前言范围
1
..
2规范性引用文件 3 术语和定义主要符号
4
4. 1 作用和作用效应 4.2 计算指标 4.3 几何参数 4. 4 计算系数及其他· 5基本规定 5. 1 结构形式及一般要求 5. 2 节点连接 5.3 材料
.2
荷载和地震作用 6. 1 荷载分类· 6. 2 平台活荷载· 6.3 空冷器风机和电机的当量荷载· 6.4风荷载.· 6.5 地震作用结构设计 7. 1 一般规定 7.2抗震设计 7.3荷载和地震作用效应组合 7.4构件的承载能力极限状态计算.. 7.5卧式设备支座与梁的连接· 7.6柱脚… 8地基基础附录A（资料性附录）框架风荷载近似计算本规范用词说明附：条文说明
6
7
.>
.10
15
.20 SH/T3077—2012
Contents
Foreword. ·Scope
1
-
2Normative references 3:Terms and definitions 4Majorsymbols 4.1 Loads and load effects 4.2--Materialproperties 4.3Geometryproperties* 4.4Calculation factors and other coefficients 5Basicrequirements 5.1 Structural system and general requirements
5.2 Connections 5.3Materials* 6.Loads and-seismic-action
6.1.Load -types 6.2Liveloadsonplatforms 6.3Equivalentforces fromcoolers 6.4 Wind loads....... 6.5Seismic action*- 7 Structural design 7.1General requirements 7.2Seismic design* 7.3Load and seismic effects combinations* 7.4Strengthrequirements for-structuralmembers*.. 7.5Connectionsbetween equipment stoolsand supportbeams* 7.6Column base plates.*. 8Subgradeandfoundations AppendixA（Informative)Approximate computation of wind loads on frames Explanation of wording in this specification.. Add:Explanation of articles
15
·20
1 SH/T 3077—2012
前言
根据国家发展和改革委员会办公厅《2008年行业标准项目计划》（发改办工业[2008]1242号）的要求，规范编制组广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，修订本规范。
本规范共分8章和1个附录。 本规范的主要技术内容是：钢结构冷换框架设计的基本规定、荷载和地震作用、结构设计、地基
基础。
本规范是在SH3077一96《石油化工企业钢结构冷换框架设计规范》的基础上修订而成，修订的主要技术内容是：
完善钢结构冷换框架构造要求，特别是抗震构造要求，明确水平支撑设置要求： -增加了梁、柱接长要求；增加了焊缝质量等级要求；完善了风荷载计算； -取消梁-梁、梁-柱节点计算和构造要求，完善了地脚螺栓计算和构造；根据现行国家规范和原规范在执行过程中各有关单位反馈的意见，对原规范进行了全面修订和补充。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站
通迅地址：河南省洛阳市中州西路27号邮政编码：471003 电 话：0379-64887187 传 真：0379-64887187
本规范主编单位：中国石化工程建设有限公司
通迅地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101
本规范主要起草人员：刘洪坤 陈瑞金陈传金黄左坚徐慎本规范主要审查人员：何国富邱正华嵇转平 聂向东王松生李立昌 唐 健汪宁扬
黄月年朱毅李云忠 任 意 许兰生 刘德文 熊 英张旭卉
本规范于1996年首次发布，本次为第1次修订。 SH/T3077—2012
石油化工钢结构冷换框架设计规范
范围
1
本规范规定了石油化工钢结构冷换框架的结构设计的基本规定、荷载和地震作用、结构设计、地基基础等。
本规范适用于支承冷却器、换热器（以下简称冷换设备）、卧式容器以及其顶层设有空气冷却器（以下简称空冷器）的钢框架设计。本规范不适用于管廊顶上带有空冷器的钢框架设计。 2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
GB/T5117碳钢焊条 GB/T51181 低合金钢焊条 GB/T 5313 厚度方向性能钢板 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50017 钢结构设计规范 GB 50160 石油化工企业设计防火规范 SH 3137 石油化工钢结构防火保护技术规范 SH/T3147石油化工构筑物抗震设计规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3. 1
冷换框架coolersandexchangersframes 用于支承冷却器、换热器、卧式容器以及其顶层设有空气冷却器的钢框架。
3. 2
设备梁beamssupportingequipment 直接或间接支承设备的钢梁。
4主要符号
下列主要符号适用于本规范。 4.1作用和作用效应
Fak 空冷器风机和电机的水平向当量荷载标准值； Fvk 每台风机和电机的竖向当量荷载标准值； N- 轴向力设计值； Q 柱脚底板处水平力设计值； SH/T3077—2012
结构构件抗力的设计值；结构构件荷载效应组合的设计值（包括组合的弯矩、轴向力和剪力的设计值）；
R S
CHINA
SGk 永久荷载标准值的效应： S wk 风荷载标准值的效应。 SEhk 水平地震作用标准值的效应， SGE 重力荷载代 表值的效应； Wk 框架上的风荷载 标准值：
柱基础顶面承受的轴心压应力设计值。 菜品材的 抗拉 抗压和抗弯强度设计值：昆凝土的轴心抗压强度设计值。
dc
4.2 计算指标
f
PETROCHEMICAL
1
X
fec 4.3 几何参数
柱脚底 板的宽度即底板的长度；一腹板的厚度；
B L tw w 2
中小心晶限效通具，
（中
板的厚度；复板的厚度。
中
4. 4 算系数及其他
-
冷器水平向动力系数：冷器竖向动力系数；高度处的风振系数；吉构构件的重要性系数；载力抗震调整系数；平地震作用分 分项系数；力荷载分项系数；久荷载分项系数：
EHOO
? C可 变荷载分项系数；风荷载分项系数；一高度乙处的风压高度变化系数； s 框架的风荷载体型系数。
Yw
xi'
r
5 基本规定 5.1 结构形式及 一般要求
-
5.1.1冷换框架的结构布置应体型简单， 质量和刚度对称均匀，各层抗侧力刚度中心 与质心重合；避免平面和立面突变和形状不规则；对于刚度突变的楼层，应采取可靠的过渡加强措施。 5.1.2冷换框架可采用框架 支撑结构、框架结构或其他结构类型。在满
作条件下，优先采
用框架-支撑结构。 5.1.3＇冷换框架的柱网、层高 台的梁板和斜撑布置及平台 开洞等 享，除应满足工艺的要求外，尚宜满足管道、设备的安装、生产和检修要 5.1.4框架-支撑结构框架宜在两个方向分别布置支撑。支撑宜采用交叉支撑、人字形或V形支撑。 地震区框架不宜全部设置单方向受拉支撑，拉撑承担的水平力不应大于总侧力的75%。当钢框架只能采用单方向受拉撑时，应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆，且每组中不同方向单斜杆的截面面积在
2 SH/T3077—2012
水平方向的投影面积之差不得大于10%。支撑斜杆宜采用双轴对称截面。设防烈度为8度、9度时，中心支撑不得采用拉杆设计。 5.1.5平台水平支撑设置应符合下列要求：
a) 平台上有设备、管道挡域 专吊点等水平荷载作用时 （例如框架平台上设置有空冷器的风机
应设置可靠的水平支撑系统 I 向
或电机基座时)
b) 当冷换框架多 框架伽 别度相差较大、竖向支撑布置文不规则 A
宜在顶层、中间层设置
水平支撑， c）平台铺板来 来用钢格栅板时，应在顶层并至少每隔一层设置水平支技
根据设备布置的要求采用横向承重框架结构；当采用纵向承重框架结构时，应采取横向布置成框架-支撑体系或在适当的位置加设支撑等）加强横向刚度。框架应确保
5.1.6）结构布措施（例如将非承重方向结构的整体刚度 5. 1.7 架的跨度和间距）应用定位轴线标注；平面定位轴线应与柱的截面几何中截面的厂 中 在同一 垂直线上：框架横梁及柱间纵梁的轴线宜与柱 中心线相 5.1. 8
上、下层柱
8
铺板可采用钢格栅板或花纹钢板
置，应根据生产操作和安 安全防火的要求确定。 层平台四周和平台内无设备（或管道）孔 洞周边均应设置钢栏杆。当 台高度 小于20m
5.1. 9 5. 1. 1 时, t o 度应为1.05m：当平台高度等 于或大于20 m时，其栏杆高度应为1.20
X
O0 钢材相
的防腐蚀设计 +应符合GB50046的有关要求。
5. 1. 5. 1. 框架的防火应符合GB50160和SH/T3137的有关要求 5. 2
J
L -
构节点连接， 可采用焊缝连接、高强度螺栓连接或部分焊接、部分高强 度螺栓连 接等方采用与构件强度相同等级的钢材。 连接，应符合 列规定：宜与构件强度 等级相适应； 当焊缝连接两种不同强度的钢材时，可采用的焊条；布置宜对称于杆件或构 截面重心并使焊缝截面的重心与杆件或构件截面重心 相重合；受动力荷载的结构，垂直 受力方向的焊缝应采月 用全焊透的对接焊缝；焊缝的焊脚尺寸 he(mm） 不应小于1.5Vt （t为较厚焊件 度mm）， 不宜大于较薄焊厚度的1.2倍， 对圆孔或 曹孔内的角焊缝的焊脚尺寸不宜大 于圆孔直行 曹宽度的1/3；焊件厚度等于或小于4mm 时， 则最小焊脚尺寸应与焊件厚度相同；侧面或正面角焊缝的计算长 不 小于8h和40mm； 侧面角焊缝的计 长度不 大于60hf
5. 2. 式; 5. 2.
二
7
2
国
于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑，若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受上述限制：
f) 次要构件 次要焊缝连接，可采用断续 角焊缝， 断续角焊缝间的净距 对受压构件不应
大于当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，每条侧面角焊缝长距离，同时内 西灿面烤 旱缝之间的距离不宜大于16t（当t>12mm）或t90mm（当≤12mm），（t 为较薄焊件的杆件与节点板的连接焊缝， 宜采用两面侧焊或三面 对角钢杆件也可采用L形围焊，所有围焊的转角处应连续施焊 详见图5.2.2；
构件不应大于30t（t为较薄焊件的厚度）；
不宜两侧面角焊缝之间的
g)
S
h)
O
i）在搭接连接中，搭接长度不应小于焊件较小厚度的5倍，且不得小于25mm。 j）对接焊缝与母材等强时，应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝。
3 SH/T 3077—2012
两面侧焊
b）三面围焊
c）L形围焊
a)
图5.2.2＇杆件与节点板的焊缝连接
5.2.3高强度螺栓连接，应符合下列规定：
a）高强度螺栓的布置，宜采用并列和错列的布置形式。螺栓行列之间及螺栓与构件边缘的距
离，应符合表5.2.3的要求；
表5.2.3高强度螺栓的最大、最小允许距离
最小允许距离
最大允许距离（取两者的较小者）
名称
位置和方向
外排
8d。或12t 12d。或18t 16d或24t
任意方向
中心间距
3d.
构件受压力构件受拉力
中间排顺内力方向
.
2d。 1. 5d。
中心至构件边缘距离
4d.或8t
切割边轧制边
垂直内力方向
注-1：d。为螺栓孔径，t为外层较薄板件的厚度。 注2：钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓最大间距，可按中间排的数值采用。 b) 在同一个连接节点中，应采用同一直径和同一性能等级的高强度螺栓； c) 每一杆件在节点上或拼接连接的一侧，螺栓数目不应少于两个； d) 高强度螺栓孔应采用钻成孔，摩擦型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径大1.5mm2.0mm；
承压型高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径大1.0mm~1.5mm； e）在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法，应在施工图中说明。
5.2.4直接支承重要设备的设备梁不宜拼接接长，其它梁仅允许拼接一次，拼接接头应错开支座、跨中和梁梁节点等应力较大或受力较大处。焊接H型钢梁采用焊接接长时，翼缘拼接焊缝与腹板拼接焊缝的间距不应小于200mm。 5.2.5柱接头距框架梁上方的距离，可取1.3m和柱净高一半二者的较小值。焊接H型钢柱焊接接长时，翼缘拼接焊缝与腹板拼接焊缝宜错开，其间距不小于200mm。同轴线柱不宜在相同标高拼接，宜错开300mm。 5.2.6焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级：
a）对接焊缝均应焊透； b) 梁、柱、撑焊接拼接节点的对接焊缝应采用全焊透坡口对接焊缝，质量等级应为一级；梁柱
节点中，梁翼缘（或翼缘连接板）与柱翼缘间应采用全焊透坡口对接焊缝，焊缝质量等级应为二级；