工程师中级职称论文

小型石油化工设备基础

北京XX化工技术有限公司                              土建室XX

摘要：

随着石油化工装置的大型化，设备尺寸及设备荷载加大，大多数石化项目都建设于地基条件较差的地区，凭粗糙的设计就不能完全确保设计的安全性，现，通过几个实例，对一些静力设备的基础进行详细的设计。本计算中，重点对地震作用进行了分析，采用了一些相关的规范进行了分析。地震作用均采用底部剪力法，只在基础的荷载取值上有所不同。在工程设计上，按“建筑抗震设计规范”进行地震计算较为合理，而且，计算地震作用时，地震系数一般采用即可，计算偏于安全。本文分为：一，遵照《建筑结构设计统一标准》（GB50068-2001）和《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的原则和规定，对《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）应用于化工、石化建（构）筑物时的补充和具体化；二，小型直立式钢储罐罐基础计算，采用茂名64万吨/年裂解汽油加氢装置改造项目中的某一设备为例，进行从条件到结果的详细设计计算；三，热交换器基础计算，同样采用茂名64万吨/年裂解汽油加氢装置改造项目中的某一设备为例，进行从条件到结果的详细设计计算。

一：化工、石化建（构）筑物的荷载

    本规定主要针对直接作用（荷载）及部分间接作用所作出的规定，尚应由主导专业提出的荷载条件为依据，并以本规定为最小采用值。

1，荷载的分类：作用于建（构）筑物上的荷载，可分为永久荷载，可变荷载及偶然荷载。

永久荷载主要有下列荷载：建筑结构的永久配件，构件的材料总重；支承在结构上的设备，也包括设备内的操作荷载；支承在结构或设备上的管道空重和管道内介质的重量；支承在结构、设备上或管道上的梯子、平台及悬挂物的重量；电缆桥架、槽板的重量；设备、管道的保温层重量；结构、设备、管道上的防腐、防火材料的重量（防腐材料需考虑块材、耐腐蚀砂浆及混凝土；防火材料需考虑厚涂型和混凝土类保护层）；操作及维修时采用的辅助设施的重量（固定的、非临时性的）；土重、土的竖向压力和侧向压力、预加应力；池类结构内的盛水压力（静水压力）。

可变荷载为在化工、石化建（构）筑物安装、生产和检修期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略不计的荷载。主要有：楼面活荷载；屋面活荷载；积灰荷载；设备充水试验时设备、管道内的介质荷载，在进行水压实验时，设备及管道内为的全部液体重量，当某构件支承多个容器时，仅考虑一台容器处于充水实验状态，其他容器为空载或正常操作中；吊车荷载；风荷载；雪荷载；地表或地下水的压力（侧压力、浮托力）。

偶然荷载为在化工、石化建（构）筑物安装、生产和检修期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。如：事故等原因产生的爆炸力、撞击力等。

2．温度作用：为在建（构）筑物正常操作期间，由于大气温度和工艺生产中温度的变化，使结构、设备和管道产生涨缩对结构产生的作用。卧式设备（包括卧式换热器）涨缩摩擦力标准值Pt（KN）:

Pt=(G+Q)/2*

式中  G-----卧式设备自重标准值(KN);

      Q-----正常操作时，卧式设备内物料重量标准值（KN）;

      ----卧式设备滑动端底板与基础滑动墩顶部钢板之间的摩擦系数；

          钢板与钢板间取0.3，潮湿地区取0.4；

          聚四氟乙烯滑板与聚四氟乙烯板（或钢）间取0.1；

          钢板与混凝土支座间取0.4；

          当采用其他材质时，需拒实际情况取值。

3．荷载效应及组合：

a．在正常操作、充水试验、安装、检修及地震等状态下采用的荷载组合见下表：

注：爆炸状态按专门规定设计。

b．永久荷载与可变荷载的分项系数、见下表：

注：1 永久荷载的分项系数，当其效应对结构有利时取1.0；在验算倾覆和漂移时，对抗倾覆和滑移有利时可取0.9。

    2 在使用通用软件时，如分项系数的值与软件的设置不同时，可改变荷载标准值以采用软件的分项系数。

c．可变荷载的组合值系数，可按下表采用

注：1 ，分别为风荷载、活荷载（正常操作或安装、检修活荷载）的组合值系数，为除以上荷载以外的可变荷载的组合值系数。

2 塔型设备在充水试压状态，基本风压值可取0.15kN/m2，其他按有关规范。

二、小型直立式钢储罐罐基础计算

1．采用标准规范

   建筑抗震设计规范 GB50011-2001

   石油化工塔型设备基础设计规范 SH3030-1997

   建筑结构荷载规范  GB50009-2001

2．设计条件

   风荷载：基本风压 W=0.74kN/m

   场地条件： Ⅱ类场地，特征周期Tg=0.35s,fa=120kN/m2;

              φ600钻孔灌注桩，单桩竖向承载力Ra=1100kN

地震设防：7度，αmax=0.08

设备荷载：空载标准值Gnk=122kN

          操作总荷重标准值 Gbk=275kN

          充水总荷重标准值 Grk=275kN

3．计算简图：

4．荷载计算：

   a．竖向荷载标准值

      设备空荷载：Gnk=122kN

      设备操作总荷载：Gbk=275kN

      基础自重：

      =623kN

b．水平荷载标准值：

   风荷载：

沿高度作用的风荷载标准值（按石油化工塔型设备基础设计规范SH3030-1997公式）Wk=βzμsμzμr(1+μe)(D0+2δ2)W0

式中μe=0.26 μs=0.6 μr=1.0

基本自振周期：

由于：h2/D<700

故T=0.35+0.85*10-3*h2/D=0.44S

故：βz=1+ξνφz/μz=1.877

W1k=1.94kN/m

对于H=10~13m：μz=1.056

W2k=2.1kN/m

Vwk=W1k*H1+W2k*H2=23.6kN

Mwk=W1k*H12/2+W2k*H2*(H1+H2/2)=143kN.m

作用在基础底面的风荷载：

Mwk’=Mwk+Vwk(T+R)=185.5kN.m

V=23.6kN

地震作用：

按GB50011-2001底部剪力法：

Fek=α1Geq

已知T1=0.44S;Tg=0.35S;取α1=αmax

取Geq=(Gbk+0.5Gjk)

已知设备操作总荷载：Gbk=275kN=G1

基础自重：Gjk=394kN=2G2

F1k=G1H1Feq/ΣGjHj=36.8kN

F2k= G2H2Feq/ΣGjHj=0.96kN

基础底面的地震作用：

Mek=F1k(H1+T+R-0.3)+F2k(H2+T+R-0.3)

   =378kN

5．荷载组合（作用于基础底面）

操作+风载：S=CGGBK+CGGjk+ψ(CQQK+CWQk)

Fk=898kN,Mk=Mwk=185.5kN.m,Vk=Vwk=23.6kN

操作+地震：S=CGGBK+CGGjk+CeqFeq

Fk=898kN,Mk=378kN.m,Vk=37.76kN

检修+风：S=CGGRK+CGGjk+ψ(CQQK+CWQk)

Fk=898kN,Mk=Mwk=185.5kN.m,Vk=Vwk=23.6kN

6．地基验算：

   天然地基：fa=120kN/m2,A=13.8m2,W=7.26m3

   操作+风（计算公式见GB50007-2002）

   P=Fk/A=65kN/m2

   Pmax=P+Mk/W=91kN/m2

   Pmin= P-Mk/W>0

   满足要求

   操作+地震（计算公式见GB50007-2002）

   P=Fk/A=65kN/m2

   Pmax=P+Mk/W=117kN/m2

   Pmin= P-Mk/W>0

   满足要求

   检修+风（计算公式见GB50007-2002）

   P=Fk/A=65kN/m2

   Pmax=P+Mk/W=91kN/m2

   Pmin= P-Mk/W>0

满足要求

三、热交换器基础计算

1．采用标准规范

   石油化工企业冷换设备和容器基础设计规范  SH-T3058-2005

   建筑抗震设计规范 GB50011-2001  

   建筑结构荷载规范  GB50009-2001

2．设计条件

   风荷载：基本风压 W=0.74kN/m,地面粗糙度B类

   场地条件： Ⅱ类场地，特征周期Tg=0.35s,fa=120kN/m2;             

地震设防：7度，αmax=0.08

设备荷载：空载标准值Gnk=300kN

          操作总荷重标准值 GBK=520kN

          充水总荷重标准值 GTK=485kN

          可拆件重量 F=160kN

材料特性：混凝土：C30  fc=14.3N/m2  Ec=3.00X104 N/m2

               钢筋：fy=300 N/m2

3．计算简图：

4．荷载计算：

   a．竖向荷载标准值

      容器操作荷载标准值：Fek=520kN

      容器空荷载标准值：Fnk=275kN

      基础自重标准值：

      =179.7kN

   （基础加土）自重标准值：

    =280.1kN

b.水平荷载：

    热膨胀摩擦力：

   ftk=FekXμ=78kN

温度作用在一个基础上的荷载：

Ftk=78kN

Mtk=Ftk(E+R)=287kN.m

管束抽芯力：

管束抽芯作用于一个基础上的荷载：

Fbk=Gbk=160kN

Mbk=fbk(E+R+y)=736kN.m

Nbk=fbk*y/L=36.8kN

地震作用：

按石油化工钢制设备抗震设计规范（SH3048-1999）计算：

TX(设备轴向自振周期)==0.32S

Ty(设备横向自振周期)==0.096S

式中，meq为操作状态下的等效质量，取设备操作质量的1/2和1个基础质量的1/4之和。

由于基础的轴向和横向计算周期T/Tg大于0.1和小于1.0，故轴向和横向地震作用值相同。

Fi=（GiHi/ΣGjHj）Fek

Fxk=Fyk=F1k+F2k=28kN

Mxk=Myk=F1k(E+R+y)+F2k(E+R)=123.6kN.m

风荷载：

一，纵向风荷载计算：

Fw1k=μsμzW0A1；μs=1.3；μz=1.0

W0=0.74kN/m2

A1=DR+(φ+0.3X2)(y+φ/2+0.3)

Fw1k=6.24kN

作用在一个基础上的风荷载：

Fw1k/2=3.12kN

Mw1k=0.5{(D+R)(R/2+E)+(φ+0.3X2)(y+φ/2+0.3)[(y+φ/2+0.3)/2+R+E]}μsμzW0=12.0kN.m

二，横向风荷载计算：

Fw2k=μsμzW0A2；μs=0.7；μz=1.0；W0=0.74kN/m2

A1=（φ+0.3X2）（L+L1+L2+2X0.3)+2XCXR

Fw2k=11.0kN

作用在一个基础上的风荷载：

Fw2k/2=5.5kN

Mw1k=0.5{[(φ+0.3X2)(y+R+E)](L+L1+L2+2X0.3)+2XRXC(R/2+E)}μsμzW0=24.48kN.m

c.荷载组合：

纵向作用：

操作+温度+风：

FA=FBK/2+Gjk=540.1kN

MA=Mtk+Mw1k=299kN.m

VA=Ftk+Fw1k=81.12kN

操作+温度+地震：

FB=FBK/2+Gjk=540.1kN

MB=Mtk+Mek=410.6kN.m

VB=Ftk+Fek=106kN

检修+抽芯：

Fc=485/2+280=522.5kN

MC=Mbk=736kN.m

VC=Fbk=160kN

横向作用：

操作+地震：

FD=540kN

MD=123.6kN.m

VD=28kN

检修+风：

FE=522.1kN

ME=24.48kN.m

VE=5.5kN

5.地基承载力核算：

沿纵向：

a．操作+温度+地震：

P=FB/A0=62.5kN/m2

Pmax=P+MB/Wy=141.8

Pmin=P-MB/Wy<0

因为，e=MB/FB>B/6

故Pmax=2FB/(3La)

Pmax=144.2kN/m2

b．检修+抽芯

P=Fc/A=60.4kN/ m2

Pmax=P+Mc/Wy=202kN/ m2 不满足

横向：

a．操作+地震

P=FD/A=62.5kN/m2

Pmax=P+MD/Wx=98.2 kN/m2

6.稳定性演算：

a．纵向：

M倾=736kN.m

M抗=467X1.8=841kN.m

K=M抗/M倾=1.14<1.6

b．横向：

M倾=123.6kN.m

M抗=540X1.2=648kN.m

K=M抗/M倾=5.24>1.6

结论：

     基础的纵向地基强度和稳定性不能满足，建议将两个基础底板纵向连成整体，减小抽芯力的影响。

四，束语：

    本文从塔型设备和卧式设备的基础计算，说明了石油化工方面小型设备基础的计算，现实中，还存在一些其他很多种的设备及结构形式，计算原理大致相同，并参看相关方面的规定。比如：石油化工离心压缩机工程设计规定（SHT3144-2004），石油化工离心泵基础设计规范（SHT3057-2007）等等。另外，各规范对同一意义上的规定可能有所区别，这时，按较大值取。

 

第二篇：工程师中级职称论文

土建工程师职称论文

[摘要]：

目前施工的工程多为造型复杂、功能齐全、体积庞大的建筑，为满足工程的施工质量；也为了实现对业主的承诺，在施工中应把质量管理放在第一位。本论文中主要阐述的质量控制包括以下几个方面的内容：1、建立健全完善的组织管理，质量保证体系；2、按程序办事，落实施工组织设计、施工方案；3、质量分析会诊制度与奖罚制度相结合；4、优选劳务队伍，实行优质优价，加强教育，提高质量意识；5、施工质量预控；6、施工过程控制；7、施工技术资料管理；8、施工试验管理；9、最终检验和试验控制。

[关键词]：建筑 质量 施工 管理

[绪论]：目前武汉市建筑市场施工单位很多，且施工单位力量都很强大；但随着工程量清单的实行，留给施工单位的利润已经越来越少。施工单位在这种情况下只能以质量求生存，为了企业的发展，为了让用户的满意，也为了避免建设单位、承建单位和购房者之间的纠纷。施工单位应下大力气抓好质量的管理工作。

[论文主体]：

（一）建立健全完善的组织管理，质量保证体系

严格按照施工单位质量体系文件进行施工过程管理，建立健全完善的组织管理、质量保证体系，制定合理可行的岗位责任制，各负其责，按程序办事，保持组织体系的有效运行。各级管理部门逐级负责，责权分明。

（二）按程序办事，落实施工组织设计、施工方案

严格按程序办事，执行设计图纸、施工组织设计、施工方案与技术交底。工程管理人员及技术人员要认真熟悉图纸，施工前要进行施工组织设计交底和分项工程技术交底，严格按图施工，认真落实施工方案和各项管理措施。

（三）质量分析会诊制度与奖罚制度相结合

成立质量管理小组，现场每一层结构施工完，及时召开质量分析会，总结质量工作，分析质量优差的原因，及时采取预防与纠正的措施。同时，严格奖罚制度，明确责任人的行为标准，调动管理人员落实各项制度的积极性。

（四）优选劳务队伍，实行优质优价，加强教育，提高质量意识

不断对全体参施人员进行质量教育及培训，提高他们的质量意识，严格按标准执行，从而达到加强对施工每一环节质量控制的目的。

（五）施工质量预控

1、材料物资管理：

现场所采购的材料或设备必须具备出厂合格证、材质证明和使用说明书。原材料到场必须有相应资料，如备案证书、合格证、复试单等，不符合要求的要坚决退货。用于地下结构施工的砼要符合预防碱集料反应的有关规定。材料经验收合格后进场，进场材料要分类码放，并做好标识，以便追溯。

2、图纸会审及技术交底：做好图纸会审及技术交底，做到先交底，后施工。

3、现场检验、测量和试验设备的管理

进入工地现场的所有检验、测量和试验设备，必须贴上检定标识，并注明有效期，禁止未检定或检定不合格的设备使用。检验、测量和试验设备设专人保管和使用，并提前做好保养及校验工作。

（六）施工过程控制

1、钢筋工程：

箍筋加工弯钩弯心半径控制在钢筋直径2.5d以内，保证弯钩弧度平滑。顶板钢筋绑扎前，先按照设计图纸要求的间距在模板上弹线。采用不小于Φ12钢筋加工马凳，以保证底板上下层钢筋及顶板负筋高度准确。采用相应规格砂浆垫块、高强塑料卡、梯子筋等。梁、柱、板交接处钢筋稠密，采用在钢筋间加定位框、定位卡的办法，确保钢筋间距。梁钢筋绑扎时，保证波纹管的位置准确牢固。

2、模板工程：

加工模板用木方要统一用压刨二次加工，保证方木尺寸一致。竹胶板裁锯的边要用电刨刨光，保证接缝严密。在楼板上下地锚筋，以保证柱墙模板固定牢固。

为确保浇筑砼时不漏浆，在梁、柱、墙、板模板接缝处加密封条；楼板模板接缝必须严密；在柱、墙根部与地面交接处，先用水泥砂浆找平，安模板时再贴密封条。梁、柱、板结合处的模板安装时作为检查重点，确保几何尺寸准确，支撑牢固，接缝严密不漏浆。

3、混凝土工程：

混凝土浇筑前，必须进行严格清理，模内不能有任何杂物。对到场不合格的混凝土由项目混凝土工程师退回搅拌站并记好车号。质量检查人员检查施工，严格按步序振捣；接班振捣人员提前半小时到岗与上班振捣人员共同操作，交班人员推迟交班半小时撤岗。

4、过程控制措施

1）落实“三检制”

自检：班组完成施工工序后，自检；交接检：工长在自检完成后，对已完工序进行检查：专检：项目经理部质检员对班组完成工序进行检查。“三检”完成以后，由工长填写检验评定表，专职质检员核定。最后请工程监理或甲方核查。

2）隐蔽工程验收

隐蔽工程由项目技术负责人组织，质量检查员、工长、班组长参加检查，并做出较详细的文字记录。所有隐蔽项目须在三方认可签字后，方可进行下道工序。

3）测量验线

测量员放线后，由技术负责人、质检员复验后，报请监理或甲方验线。

4）钢筋混凝土结构施工实行“两申请”

砼浇灌申请、拆模申请，由工种负责人提出，经理部技术负责人审批；商品混凝土到场后，检查各项资料，测试混凝土坍落度，并填写商品混凝土监控记录，包括混凝土出机时间、到场时间、浇筑时间、坍落度等。

5）各分项、分部工程及最终质量检验，不合格的项目按有关控制程序处置后，再复核，合格后方可放行。

6）特殊过程操作人员必须持证上岗。

（七）施工技术资料管理

1、项目经理部设专职资料员进行施工技术资料的管理工作。资料员按照《武汉市建筑安装工程资料管理规程》执行，并符合武汉市质量监督站的有关规定。全面负责技术资料的收集、整理、注册、归档等日常工作。

2、现场技术负责人负责协调相关部门，确保原始资料准确及时、真实可靠。

3、各单项工程师是单位工程质量保证资料的直接提供者，要做到内容真实，项目齐全，并保证所提供的原始资料的准确、完整、连贯。

4、办公室应随工程进度情况同步拍摄工程照片和工程录像，并具有连续性，作为资料的补充材料。

（八）施工试验管理

1、 工程在现场设置一个试验室，按工程的实际需要合理配置施工试验设备和施工试验设施。建立原材及各施工试验的分项台帐。提前完成钢筋、原材检验、砂浆配比申请等工作。认真做好混凝土拆模、灌浆前的同条件试块试压。

2、 积极配合监督检验部门的检查，认真作好施工试验的见证取样工作。

（九）最终检验和试验控制

1、最终检验和试验的前提条件

工程在按工程设计文件和合同规定的内容全部完成后；单位工程所有进货检验和试验及具备条件的过程检验和试验全部完成，且满足规定要求；质量控制资料的收集、整理，符合现行有关法规性文件要求和有关规定。

2、工程记录

施工现场检查、检验和试验记录由资料员负责收集、整理、保存、归档。

3、最终检验

当工程具备竣工条件时，首先由施工单位的质量控制部门进行产品预验；预验通过后，由工程项目经理部将单位工程验收资料提交给监理公司，并提出竣工验收申请；竣工验收由业主组织设计、监理、施工方、监督站等相关部门进行；

[结论及建议]：

在施工中最为重要的问题就是将问题落实到实处，我相信只要是真的在施工的过程中下功夫了，只要认真的按照以上的几个方面去做了，一定可以保证工程顺利通过验收，交付使用。

[参考文献]：

《建筑安装工程资料管理规程》 DBJ01-51-2003

《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300-2013

《万科鲩子湖K2项目施工组织设计》

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