考虑屋盖系统的火电厂钢混框排架主厂房抗震性能研究

【摘要】：大型火力发电厂是重要的生命线工程，为适应生产工艺的要求，主厂房结构常采用质量和刚度分布极为不均匀的钢筋混凝土框排架结构体系。我国在以往框排架抗震性能研究中大多将汽机房屋架简化成刚性杆件，忽略其他屋面构件。汶川地震再次表明主厂房结构屋盖系统破坏比例极高。本文主要对考虑屋盖系统的主厂房整体抗震性能以及屋盖系统自身的破坏模式进行研究，以便提高对主厂房抗震性能的理解，减轻其在强震下的损毁。 首先，基于ANSYS软件建立了包括刚梁等代屋架、平板网架、梯形钢屋架、钢筋混凝土折线形屋架在内的火电厂主厂房数值模型。通过模态分析，研究刚梁等代屋架与真实考虑屋盖系统后结构动力特性的异同。 其次，对考虑平板网架、梯形钢屋架、钢筋混凝土折线形屋架三种屋盖系统的框排架结构进行弹性及弹塑性动力时程分析，并将结果与刚梁等代模型的相应结果进行对比，重点研究结构的变形性能、内力响应、框排架协同工作性能等内容，分析汽机房屋盖系统对整体框排架结构的影响；另外，还对三种汽机房屋盖系统考虑下部支承结构后构件应力水平及整体变形进行分析，来评估屋盖系统的地震安全性。 最后，通过对不同强震作用下主厂房的变形、内力及塑性发展顺序的分析，揭示钢筋混凝土框排架主厂房这类典型结构在汶川地震动下的响应特性。同时，针对采用平板网架作为汽机房屋盖的钢筋混凝土框排架主厂房，采用汶川地震江油地震台记录的地震动，对其位移反应、内力响应、框排架协同工作性能、汽机房屋面网架的损伤机理及结构塑性发展情况进行系统研究，探究主厂房在汶川地震作用下的震害原因。