大型火電廠鋼結(jié)構(gòu)主廠房框排架結(jié)構(gòu)抗震性能及設(shè)計方法研究

本文通過對山地掉層框排架結(jié)構(gòu)的整體抗震性能和構(gòu)件受力特點的分析,深入了解這種結(jié)構(gòu)形式在地震作用下的受力特點。并針對這種結(jié)構(gòu)采取了底部加剪力墻和在掉層柱柱底設(shè)置基礎(chǔ)梁的措施,使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)規(guī)則、受力均勻。同時,對這種結(jié)構(gòu)形式的整體指標(biāo)選取也做了初步的探討。

rc(鋼筋混凝土)框排架結(jié)構(gòu)是火電廠主廠房一種常用的結(jié)構(gòu)型式,因承載的設(shè)備種類繁多,運行參數(shù)復(fù)雜,使其整體布置不規(guī)則,空間性能差,質(zhì)量、剛度分布不均勻,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系的抗震性能較差。通過分析大震中rc框排架結(jié)構(gòu)主廠房震害特征的共性,提出加強主廠房抗震設(shè)計的建議。

為研究我國高烈度大容量機組火力發(fā)電廠鋼框排架-支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能,以某典型火電廠主廠房為實例,選取橫向某榀結(jié)構(gòu)為研究單元,設(shè)計1∶10比例模型,進行了有側(cè)限低周往復(fù)加載試驗。根據(jù)試驗現(xiàn)象和所獲滯回曲線、骨架曲線、剛度退化曲線、位移延性和等效黏滯阻尼系數(shù)等綜合評價結(jié)構(gòu)的抗震性能。研究結(jié)果表明:鋼框排架-支撐模型結(jié)構(gòu)的荷載-位移曲線飽滿,結(jié)構(gòu)延性和耗能能力較好,具有良好的抗震能力;結(jié)構(gòu)底部支撐為最初破壞部位,塑性鉸發(fā)展順序為先梁端后柱端,最終框架柱呈壓彎變形,排架柱呈彎扭變形;框架平面內(nèi)加載下結(jié)構(gòu)正向最大承載力比反向偏大11.3%,存在不對稱性;結(jié)構(gòu)第2層層間位移角達到1/22,為薄弱層所在,設(shè)計中應(yīng)予以加強。鋼支撐受壓屈曲是局部出現(xiàn)平面外變形、節(jié)點連接處變形和殘余變形等問題的重要原因。

對既有火電廠房彈塑性分析的方法與不足進行了討論?；谀充撝慰蚺偶芑痣姀S房結(jié)構(gòu),應(yīng)用perform3d進行彈塑性時程分析。通過分析結(jié)構(gòu)在中震和大震作用下的彈塑性動力響應(yīng),進一步了解了復(fù)雜火電廠房的抗震性能,并且驗證了支撐框排架火電廠房建模考慮支撐屈曲的重要性,得出了若干有益結(jié)論。

今年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展步伐不斷加快，工業(yè)和農(nóng)業(yè)也發(fā)展迅速，用電量不斷增長，導(dǎo)致電力建設(shè)不斷開展，火電很大一部分比例。鋼結(jié)構(gòu)由于其布置比較靈活，施工方便，能夠和工藝要求相互配合，因而逐漸成為我國大型活力發(fā)電廠主廠房的主要結(jié)構(gòu)形式之一。我國的火電廠一般位于地震頻發(fā)的地段，因此有必要進行抗震設(shè)計研究，力爭提高主廠房結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。本文主要從鋼結(jié)構(gòu)廠房相關(guān)概述、電廠主廠房結(jié)構(gòu)整體動力分析和鋼結(jié)構(gòu)主廠房設(shè)計要點及中震設(shè)計分析三個方面做了詳細的闡述。

電廠主廠房框排架結(jié)構(gòu)的縱向抗震分析——地震作用是建筑抗震設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一，是確定所設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否滿足最低抗震設(shè)防安全要求的關(guān)鍵步驟。本文主要研究電廠主廠房框架結(jié)構(gòu)的縱向抗震。

在眾多的發(fā)電方式中,火力發(fā)電憑借其成本低、對地理位置要求不高等優(yōu)勢占有很大比例?；痣姀S的規(guī)模的不斷擴大,其主廠房的設(shè)計也隨之重要起來。鋼結(jié)構(gòu)因其強度高、重量輕、便于施工、抗震性能好等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,很大程度上增加了主廠房的高度和強度,擴大了火電廠發(fā)電規(guī)模。為確保鋼結(jié)構(gòu)在火電廠主廠房設(shè)計中進一步發(fā)揮作用,就如何加強鋼結(jié)構(gòu)在主廠房設(shè)計中的應(yīng)用進行了深入研究。

結(jié)合國際通用軟件staad在電廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用,總結(jié)了火電廠鋼結(jié)構(gòu)主廠房的結(jié)構(gòu)布置、空間分析、節(jié)點設(shè)計及設(shè)計優(yōu)化等方面的主要設(shè)計經(jīng)驗和建議.

通常鋼結(jié)構(gòu)火電主廠房結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度分布不均勻,不利于保證結(jié)構(gòu)的抗震性能,且目前大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)主廠房只進行多遇地震作用下的承載力和變形驗算,因此,有必要對此類結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震性能進行分析。對典型鋼結(jié)構(gòu)主廠房的彈塑性時程分析發(fā)現(xiàn),鋼結(jié)構(gòu)主廠房普遍存在罕遇地震作用下抗震性能不滿足規(guī)范要求的情況。在分析其原因的基礎(chǔ)上,根據(jù)每層柱、支撐的等效抗側(cè)剛度比確定相應(yīng)的優(yōu)化方案,通過控制支撐的軸壓比和柱的塑性強度使結(jié)構(gòu)滿足罕遇地震作用下的性能要求。通過兩個算例驗證了方案的有效性,該方案避免了復(fù)雜繁瑣的彈塑性分析,可大幅提高結(jié)構(gòu)設(shè)計效率,提出的方案也可為同類鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提供參考。

鋼結(jié)構(gòu)廠房框排架結(jié)構(gòu)設(shè)計

火電廠主廠房SRC柱-RC分散剪力墻框排架混合結(jié)構(gòu)抗震性能研究

火電廠作為重要的電力設(shè)施和生命線工程，應(yīng)具有良好的抗震性能．鋼框排架火電廠主廠房結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置極不均勻，有必要進行大震作用下的變形分析．利用sap2000軟件對某大型火電廠主廠房鋼框排架進行了靜力彈塑性分析，并與試驗結(jié)果進行對比．通過對振型參與系數(shù)，性能點及塑性鉸狀況的分析，表明在8度多遇和8度罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)滿足彈塑性變形的要求，并對火電廠主廠房的設(shè)計提出了一些建議，以供類似工程參考．

水電站廠房鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)抗震性能——根據(jù)某水電站廠房鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)的受力特點和變形規(guī)律，建立了上部廠房組合結(jié)構(gòu)的整體三維動力有限元分析模型，分析了鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)的動力特性，給出了排架結(jié)構(gòu)的自振頻率．采用newmark分析方法研究了鋼管混...

根據(jù)某水電站廠房鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)的受力特點和變形規(guī)律,建立了上部廠房組合結(jié)構(gòu)的整體三維動力有限元分析模型,分析了鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)的動力特性,給出了排架結(jié)構(gòu)的自振頻率.采用newmark分析方法研究了鋼管混凝土排架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),給出了水平地震作用下排架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移的變化規(guī)律,并對排架柱的抗震性能進行了評價.

通過6個1/4比例鋼結(jié)構(gòu)異型節(jié)點的擬靜力試驗,研究了節(jié)點兩側(cè)梁的截面高度比和軸壓比對異型節(jié)點抗震性能的影響,獲得了異型節(jié)點的破壞模式、滯回性能、變形和承載能力。為了研究節(jié)點核心區(qū)的受剪承載力,試件按強構(gòu)件弱節(jié)點進行設(shè)計。試驗結(jié)果表明:異型節(jié)點的破壞模式主要是箱型梁下翼緣周圍的焊縫開裂;滯回曲線飽滿,剛度退化小,承載力高,破壞時位移延性系數(shù)介于2.11～2.54,等效粘滯阻尼系數(shù)介于0.296～0.362;上核心區(qū)腹板變形能力強,剪切角可以達到0.040rad,上、下核心區(qū)不作為整體協(xié)同工作;上核心區(qū)腹板的最大剪應(yīng)力大于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的抗剪強度。

火電廠主廠房型鋼混凝土框排架結(jié)構(gòu)動力特性實驗研究——以1000mw機組火電廠主廠房新型型鋼混凝土框架一鋼筋混凝土分散剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系、按1／7進行縮尺的三跨三榀框排架子結(jié)構(gòu)進行空間模型試驗，通過錘擊法測定結(jié)構(gòu)的動力特性，同時根據(jù)擬動力試驗中結(jié)構(gòu)的...

以1000mw機組火電廠主廠房新型型鋼混凝土框架—鋼筋混凝土分散剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系、按1/7進行縮尺的三跨三榀框排架子結(jié)構(gòu)進行空間模型試驗,通過錘擊法測定結(jié)構(gòu)的動力特性,同時根據(jù)擬動力試驗中結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng),求得在不同破損階段模型結(jié)構(gòu)的動力特性,根據(jù)相似關(guān)系得出原結(jié)構(gòu)的動力特性,而且通過與大容量機組火電廠主廠房其他框排架結(jié)構(gòu)動力特性進行比較,證明型鋼混凝土框排架混合結(jié)構(gòu)體系可以在高烈度區(qū)大容量火電廠主廠房結(jié)構(gòu)中進行推廣應(yīng)用.

結(jié)合抗震設(shè)防烈度為9度的某火電廠房鋼結(jié)構(gòu)主廠房的結(jié)構(gòu)選型,采用振型反應(yīng)譜分解法和靜力彈塑性分析方法對框架-中心支撐方案和框架-偏心支撐方案進行抗震性能和結(jié)構(gòu)延性的比較研究,并進一步對其經(jīng)濟性進行了對比.結(jié)果表明:9度區(qū)鋼結(jié)構(gòu)主廠房框架-偏心支撐體系具有更優(yōu)越的抗震性能和經(jīng)濟性.

針對大型廠房框排架結(jié)構(gòu)中通常存在變梁變柱異型節(jié)點的實際情況,進行4個1/5比例異型中節(jié)點偽靜力試驗研究及含有該類節(jié)點整體結(jié)構(gòu)的試驗,分析大小梁相對剛度、大小核心面積及小核心與柱配箍率等因素對該類節(jié)點破壞模式的影響。研究結(jié)果表明:該類節(jié)點初裂荷載、極限荷載較常規(guī)節(jié)點顯著降低,通裂階段與極限階段非常接近,易發(fā)生小核心剪切破壞和柱端剪切破壞等兩種破壞模式。采用約束機理對小核心剪切破壞進行分析并提出承載力計算方法;對于柱端剪切破壞應(yīng)采用限制大梁底部縱向鋼筋的方法予以避免。提出采用大小梁端彎矩比為參數(shù)區(qū)分不同類型的破壞模式,為該類異型節(jié)點合理設(shè)計提供了依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)廠房在火電廠建設(shè)中比較常見,為滿足社會生產(chǎn)生活對電力能源的需求,火電廠建設(shè)規(guī)模在不斷增大,相應(yīng)廠房作為主要建筑,為滿足實際建設(shè)要求,也需要在原有基礎(chǔ)上對設(shè)計方案進行優(yōu)化分析.結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)廠房特點,從結(jié)構(gòu)選型、材料選擇以及計算手段等方面進行優(yōu)化分析,爭取在滿足基礎(chǔ)功能需求的同時,提高火電廠建設(shè)合理性和經(jīng)濟性.本文結(jié)合實例對火電廠鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計要點進行了簡單分析.

近年來，地震在我國多個地區(qū)出現(xiàn)，因地震造成的經(jīng)濟損失以及人員傷亡已經(jīng)無法估計，這不得不引起人們的反思。究其原因，我們可以看到絕大多數(shù)的損失是因為在地震中大量房屋的倒塌。因此，提高建筑的抗震性能對我國的經(jīng)濟發(fā)展和公民安全具有重大的意義，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，將從根本上減少強烈等級地震發(fā)生時帶來的巨大威脅。本文將從如何提高建筑的抗震性能出發(fā)，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震機理，闡述提升建筑抗震能力的方法。

7-鋼框排架結(jié)構(gòu)荷載課件