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大型火电厂主厂房钢框排架结构抗连续倒塌性能研究

何川  
【摘要】:近年来建筑物连续倒塌事件频繁出现,建筑结构的抗连续倒塌能力受到高度的重视。大型火电厂主厂房因生产工艺的需求结构布置复杂,存在楼层交错、竖向荷载大、结构的荷载和质量在空间上分布不均匀、力的传递路径不太明确、属于平面和竖向刚度双重不规则复杂结构。现阶段,大型火电厂在正常使用状态下的相关研究己基本成熟,但在偶然事件下结构的抗连续倒塌能力还有待研究。当作为重要生命线工程的大型火电厂因撞击、恐怖袭击等偶然事件而发生倒塌时,将会引起大量的人员伤亡,同时给国家造成了巨大的经济损失和不好的社会影响;历史上出现过多次因建筑结构缺乏抗连续倒塌能力而产生重大损失的案例。故对大型火电厂进行抗连续倒塌能力分析具有很重要的现实意义。 本文以某1000WM的大型火电厂主厂房钢框排架结构为研究对象,采用通用有限元分析软件SAP2000对其进行抗连续倒塌能力分析。利用构件重要性的分析方法对钢框排架结构底层各柱进行了构件重要性分析。在此基础上,采用备用荷载路径法对大型火电厂钢框排架结构进行了非线性静力和非线性动力分析,综合评估了四种工况下剩余结构的抗连续倒塌能力。分析结果表明,重要性系数较高的柱大多分布在除氧间和煤仓间;在四种分析工况下,剩余结构均具备较好的抗连续倒塌能力;其中拆除钢框排架结构底层内柱,剩余结构的抗连续倒塌能力最弱。失效柱相邻的结构构件是结构内力重分布的重要构件,且非线性静力分析的结果偏保守。 最后根据分析结果和结合钢结构大型火电厂的特点提出了一些有利于提高大型火电厂钢框排架结构抗连续倒塌能力的措施,为今后钢结构大型火电厂的抗连续倒塌设计提供一些参考。


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