大型火力發(fā)電廠少墻型鋼混凝土框架主廠房抗震性能試驗與設(shè)計方法研究.pdf

1、電力設(shè)施在國民經(jīng)濟中具有重要作用，特別在抗震救災(zāi)中具有突出作用。火電廠主廠房是電力設(shè)施中重要的建筑結(jié)構(gòu)。自從1875年世界上第一個火力發(fā)電廠誕生以來，主廠房結(jié)構(gòu)體系經(jīng)歷了130多年的變革。隨著近幾年我國經(jīng)濟增長，火電機組容量增大，出現(xiàn)了越來越多的大型火力發(fā)電廠。主廠房作為重要的電力設(shè)施和生命線工程，由于工藝布置要求導(dǎo)致整體性較差，荷載巨大，質(zhì)量和剛度不均勻，地震作用效應(yīng)明顯，而我國是地震多發(fā)區(qū)，為了減輕地震災(zāi)害的影響，保證電力生產(chǎn)安全進

2、行，對火電廠主廠房抗震性能和設(shè)計方法研究具有重要的理論意義和長遠的實際意義。
　　 傳統(tǒng)的主廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系僅適用于低烈度區(qū)，端部增加剪力墻后，結(jié)構(gòu)剛度更加不均勻，存在先天不足：鋼結(jié)構(gòu)體系雖抗震性能優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)體系，但造價昂貴且后期維護費用大。本文在對傳統(tǒng)火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)形式調(diào)研和計算分析的基礎(chǔ)上，提出了既符合抗震要求又滿足工藝布置要求的少墻型鋼混凝土框架新型主廠房結(jié)構(gòu)體系，通過縮尺模型試驗和非線性有限元計算分析對該新型結(jié)

3、構(gòu)體系進行抗震性能研究，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了少墻型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)主廠房的抗震設(shè)計方法，并基于中醫(yī)理論提出了主廠房全壽命設(shè)計方法。
　　 首先，進取3跨3榀少墻型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)主廠房設(shè)計和制作縮尺比為1/7的模型，進行動力特性試驗、擬動力試驗和擬靜力試驗，通過試驗研究，得到模型結(jié)構(gòu)的動力特性，包括自振周期，振型和阻尼比以及模型結(jié)構(gòu)在不同加速度峰值地震波作用下的荷載和位移反應(yīng)。
　　 其次，對模型試驗研究結(jié)果進行了詳細(xì)分析，

4、掌握了少墻型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的動力特性、剛度退化規(guī)律、整體變形能力、耗能能力、延性、承載力等抗震性能，確定了薄弱層位置，討論了橫向剪力墻、煤斗大梁、除氧器大粱、超短柱等典型構(gòu)件的受力性能。
　　 第三，采用非線性有限元分析軟件ABAQUS建立少墻型鋼混凝土框架主廠房有限元結(jié)構(gòu)模型，輸入ELCENTRO地震波，對該新型結(jié)構(gòu)主廠房進行了非線性地震反應(yīng)分析，研究了其在8度基本烈度和罕遇烈度地震作用下受力性能，變形能力，承載能力。根據(jù)模

5、型試驗研究和非線性有限元計算分析，得知少墻型鋼混凝土框架主廠房滿足“小震不壞、大震不倒”的8度設(shè)防要求，具有較好的變形、耗能能力，薄弱部位發(fā)生在運轉(zhuǎn)層處，橫向剪力墻作為第—道抗震防線，起到了很好的作用。
　　 第四，從考慮結(jié)構(gòu)安全和工藝設(shè)備正常運行出發(fā)，作者提出了抗震綜合性能設(shè)防目標(biāo)，給出了少墻型鋼混凝土框架主廠房抗震設(shè)計流程，并闡述了地震作用計算和變形控制方法；為保證結(jié)構(gòu)在大震作用下抗倒塌性能，研究了如何建立多道抗震防線：

6、r>　　 剪力墻是少墻型鋼混凝土框架主廠房的第一道抗震防線，應(yīng)該有良好的抗震性能，研究了其設(shè)置原則和邊緣約束構(gòu)件設(shè)計方法；本文還給出了型鋼混凝土柱軸壓比限值和含鋼率的要求，結(jié)合試驗研究和計算分析結(jié)果，提出了合理的設(shè)計建議和抗震措施。
　　 第五，利用中醫(yī)理論的“整體觀念、辨證論治”等思想，基于保證主廠房結(jié)構(gòu)性能和設(shè)備功能正常，探討了中醫(yī)理論在火電廠主廠房設(shè)計中的應(yīng)用。提出采用全壽命設(shè)計方法進行主廠房設(shè)計，把主廠房的一生分為三個