大型火電廠鋼結構主廠房框排架結構抗震性能及設計方法研究

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

rc(鋼筋混凝土)框排架結構是火電廠主廠房一種常用的結構型式,因承載的設備種類繁多,運行參數(shù)復雜,使其整體布置不規(guī)則,空間性能差,質量、剛度分布不均勻,導致結構體系的抗震性能較差。通過分析大震中rc框排架結構主廠房震害特征的共性,提出加強主廠房抗震設計的建議。

為研究我國高烈度大容量機組火力發(fā)電廠鋼框排架-支撐結構的抗震性能,以某典型火電廠主廠房為實例,選取橫向某榀結構為研究單元,設計1∶10比例模型,進行了有側限低周往復加載試驗。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)等綜合評價結構的抗震性能。研究結果表明:鋼框排架-支撐模型結構的荷載-位移曲線飽滿,結構延性和耗能能力較好,具有良好的抗震能力;結構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;框架平面內加載下結構正向最大承載力比反向偏大11.3%,存在不對稱性;結構第2層層間位移角達到1/22,為薄弱層所在,設計中應予以加強。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。基于某鋼支撐框排架火電廠房結構,應用perform3d進行彈塑性時程分析。通過分析結構在中震和大震作用下的彈塑性動力響應,進一步了解了復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?？紤]支撐屈曲的重要性,得出了若干有益結論。

今年來，我國的經濟發(fā)展步伐不斷加快，工業(yè)和農業(yè)也發(fā)展迅速，用電量不斷增長，導致電力建設不斷開展，火電很大一部分比例。鋼結構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構形式之一。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計研究，力爭提高主廠房結構的整體抗震能力。本文主要從鋼結構廠房相關概述、電廠主廠房結構整體動力分析和鋼結構主廠房設計要點及中震設計分析三個方面做了詳細的闡述。

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

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,其主廠房的設計也隨之重要起來。鋼結構因其強度高、重量輕、便于施工、抗震性能好等優(yōu)勢被廣泛應用于主廠房的結構設計中,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。為確保鋼結構在火電廠主廠房設計中進一步發(fā)揮作用,就如何加強鋼結構在主廠房設計中的應用進行了深入研究。

結合國際通用軟件staad在電廠鋼結構設計中的應用,總結了火電廠鋼結構主廠房的結構布置、空間分析、節(jié)點設計及設計優(yōu)化等方面的主要設計經驗和建議.

通常鋼結構火電主廠房結構質量、剛度分布不均勻,不利于保證結構的抗震性能,且目前大多數(shù)鋼結構主廠房只進行多遇地震作用下的承載力和變形驗算,因此,有必要對此類結構在罕遇地震作用下的抗震性能進行分析。對典型鋼結構主廠房的彈塑性時程分析發(fā)現(xiàn),鋼結構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上,根據(jù)每層柱、支撐的等效抗側剛度比確定相應的優(yōu)化方案,通過控制支撐的軸壓比和柱的塑性強度使結構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,該方案避免了復雜繁瑣的彈塑性分析,可大幅提高結構設計效率,提出的方案也可為同類鋼結構的抗震設計提供參考。

鋼結構廠房框排架結構設計

火電廠主廠房SRC柱-RC分散剪力墻框排架混合結構抗震性能研究

火電廠作為重要的電力設施和生命線工程，應具有良好的抗震性能．鋼框排架火電廠主廠房結構和設備布置極不均勻，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，結構滿足彈塑性變形的要求，并對火電廠主廠房的設計提出了一些建議，以供類似工程參考．

水電站廠房鋼管混凝土排架結構抗震性能——根據(jù)某水電站廠房鋼管混凝土排架結構的受力特點和變形規(guī)律，建立了上部廠房組合結構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構的動力特性，給出了排架結構的自振頻率．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構的受力特點和變形規(guī)律,建立了上部廠房組合結構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構的動力特性,給出了排架結構的自振頻率.采用newmark分析方法研究了鋼管混凝土排架結構地震響應,給出了水平地震作用下排架結構的應力和位移的變化規(guī)律,并對排架柱的抗震性能進行了評價.

通過6個1/4比例鋼結構異型節(jié)點的擬靜力試驗,研究了節(jié)點兩側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,試件按強構件弱節(jié)點進行設計。試驗結果表明: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)腹板的最大剪應力大于《鋼結構設計規(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構動力特性實驗研究——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構體系、按1／7進行縮尺的三跨三榀框排架子結構進行空間模型試驗，通過錘擊法測定結構的動力特性，同時根據(jù)擬動力試驗中結構的...

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構體系、按1/7進行縮尺的三跨三榀框排架子結構進行空間模型試驗,通過錘擊法測定結構的動力特性,同時根據(jù)擬動力試驗中結構的位移反應,求得在不同破損階段模型結構的動力特性,根據(jù)相似關系得出原結構的動力特性,而且通過與大容量機組火電廠主廠房其他框排架結構動力特性進行比較,證明型鋼混凝土框排架混合結構體系可以在高烈度區(qū)大容量火電廠主廠房結構中進行推廣應用.

結合抗震設防烈度為9度的某火電廠房鋼結構主廠房的結構選型,采用振型反應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構延性的比較研究,并進一步對其經濟性進行了對比.結果表明:9度區(qū)鋼結構主廠房框架-偏心支撐體系具有更優(yōu)越的抗震性能和經濟性.

火電廠主廠房的抗震性能分析——本文通過對大型火電廠主廠房框一排架結構體系進行偽靜力加成試驗，研究它的受力特點、破壞過程及強度。刖度變形．延性和耗能性能，并且對煤斗懸吊結構進行了反應譜分析和振動臺試驗分析，研究了其減震效果，提出了改進結構抗震...

針對大型廠房框排架結構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)點整體結構的試驗,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)點合理設計提供了依據(jù)。

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

通過對特種工業(yè)廠房框排架結構設計的論述,全面分析了框排架結構與現(xiàn)行《建筑物抗震規(guī)范》中有關條文的聯(lián)系,在此基礎上對框排架結構主廠房的力學特點和計算要求提出了一些新穎思路,以供設計人員參考。