收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能及设计方法研究

梁炯丰  
【摘要】:在我国,火电厂主体结构常采用钢筋混凝土框排架结构,而随着电厂单机容量的不断增大,主厂房的高度和跨度随之增加,具有布置灵活、自重轻、强度高、施工快、抗震性能好等优点的钢结构,成为了中国大型火电厂主厂房的主要结构形式,尤其成为在抗震设防区建造大型火电厂的首选形式。课题组前期已经研究了大型火电厂钢结构异型节点受力性能,为了揭示大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能,建立其相对应的设计方法,本文进行了系统研究。 设计了1榀缩尺比为1/10三跨五层的钢框排架模型,通过对其进行拟动力试验,研究其在预估地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回特性、刚度和耗能性能。研究结果表明:钢框排架结构延性相对较好,具有较强的塑性变形能力。模型结构在三种地震波(El Centro波、Taft波、兰州人工波)的多遇地震以及ElCentro波的罕遇地震作用下,层间位移角均满足我国现行规范要求。钢框排架结构体系可满足8度设防要求,具有良好抗震性能。在拟动力试验结束后,又对该榀钢框排架结构进行了拟静力试验,观测了框排架的破坏形态,得到了试件的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线,分析了钢框排架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能。结果表明:钢框排架结构的破坏机制为先梁端后柱端出现塑性铰的混合破坏机制,滞回曲线较饱满,整体位移延性系数大于4.0,等效黏滞阻尼系数达到0.185。钢框排架结构体系总体上表现出良好的抗震能力,适合高烈度抗震设防区采用。模型结构的层间位移角在底层和第二层较大,为薄弱层;煤斗梁地震反应较强,设计时要特别注意。 采用有限元软件Sap2000对平面钢框排架结构进行了时程分析,计算结果与试验结果符合较好。根据计算结果,对钢框排架结构的变形性能进行了分析,明确了大震作用下塑性铰的出现次序和发展规律,研究了错层对结构性能的影响和框架、排架之间的协同工作情况。 采用有限元软件Midas/gen对钢框排架整体厂房进行了弹性时程分析、弹塑性时程分析、静力弹塑性分析,研究了主厂房的变形能力、薄弱部位、受力机理及其破坏机制。计算结果表明:钢框排架延性相对较好,具有较强的塑性变形能力和抗震能力。主厂房横向框排架和纵向框架—支撑结构存在较多的薄弱部位;煤斗梁刚度超强,要特别注意柱截面的选取,结构计算分析应采用考虑扭转效应的空间模型。 参考国内外规范相关规定,将钢框排架结构的性能水平划分为正常使用、基本使用、生命安全和接近倒塌四个等级,并结合地震设防水准,给出了钢框排架结构的抗震性能目标。在钢框排架结构抗震性能试验研究的基础上,提出了钢框排架对应四个性能水平的层间位移角限值。给出了基于位移的设计方法在主厂房钢框排架结构设计中的设计步骤,并以一工程实例详细说明了钢框排架结构基于位移的设计过程。 提出根据结构损伤期望对钢框排架结构进行抗震优化设计,并建立了钢框排架结构抗震优化设计的数学模型,给出了其优化设计步骤。基于ANSYS软件的二次开发平台,采用APDL语言编制了钢框排架结构抗震优化设计程序,并采取该程序对一工程实例进行抗震设计优化,验证了所采用的优化思路和方法的可行性。 在试验研究和理论分析基础上,结合火电厂特点和多高层钢结构设计方法,提出了钢框排架主厂房的抗震设计建议,可为工程应用提供参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈跃庆,侯建国,雷鸣,李传才,张玉峰;某电厂主厂房框排架结构在基础位移作用下遭遇地震时的震害预测[J];工业建筑;2000年08期
2 侯建国,李传才,雷鸣,付少君,安旭文,胡重明,文良谟,陆卯生;某电厂主厂房框排架结构在基础位移作用下的非线性分析[J];工业建筑;2000年07期
3 文良谟;;火电厂主厂房框排架结构的地震弹塑性反应分析[J];电力建设;1992年11期
4 王玉朋,魏琏;框排架上柱的计算长度[J];建筑科学;1989年06期
5 孙增寿,朱缨;火力发电厂主厂房地震反应分析[J];河南科学;2004年05期
6 刘永涛;李欢;;框排架结构厂房设计分析[J];科技信息;2010年18期
7 纪中山;;关于电厂钢筋混凝土结构的研究[J];中国新技术新产品;2010年17期
8 燕建平;;框排架结构纵向抗震分析[J];工程抗震;1997年02期
9 宋远齐;汪小刚;温彦锋;梁远忠;龚胡广;;大型火电厂主厂房框排架结构弹塑性时程反应分析[J];工业建筑;2010年01期
10 王兆飞;;钢筋混凝土框架结构的抗震设计——《构筑物抗震设计规范》介绍之四[J];工程抗震与加固改造;1993年02期
11 ;小资料(一)[J];钢结构;1988年01期
12 赵惠敏,罗志坚,高琼仙;钢筋混凝土框排架结构厂房屋盖系统的震害特征及抗震构造措施[J];云南工业大学学报;1999年02期
13 陈亮;郝振林;曹伟;;某主厂房钢筋混凝土框排架结构地震反应分析[J];山西建筑;2007年01期
14 许良梅;;某错层钢筋混凝土框排架结构地震反应分析及简化计算方法研究[J];安徽建筑;2010年04期
15 王兆飞;钢筋混凝土框排架结构在纵向水平地震作用下对屋盖横向水平支撑的影响[J];工业建筑;1995年03期
16 白国良;安建利;陈亮;;大型火力发电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构空间地震反应分析[J];工程抗震与加固改造;2006年05期
17 郝振林;陈亮;曹伟;;大型火电厂空间框排架结构非线性有限元研究[J];山西建筑;2007年23期
18 施伟格;;框架及框排架结构基本周期的简化计算[J];工程抗震与加固改造;1991年03期
19 白晓红;白晓方;;钢筋混凝土框排架结构动力特性的试验研究及有限元分析[J];洛阳理工学院学报(自然科学版);2010年02期
20 何靖华;白国良;;新型框排架结构多维地震反应分析[J];工业建筑;2010年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 白国良;吴涛;卞琳;朱丽华;;大型火力发电厂钢筋混凝土框排架混合结构抗震性能试验研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第九次年会论文集[C];2003年
2 魏钢;赵均;王松涛;叶于政;;地基土与框排架结构相互作用的地震反应分析[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1993年
3 白晓红;白国良;;钢筋混凝土框排架结构空间地震反应分析[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
4 张建平;陶全心;;微机土建结构CAD系统的研究和发展[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年
5 宋春霞;;百万机组主厂房结构选型研究[A];山东电机工程学会第十一届优秀学术论文集[C];2008年
6 李刚;;世博园某厂房增层改造与加固结构设计[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
7 宋新利;;钢结构厂房设计应注意的几点问题[A];河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C];2010年
8 张洋;宋全喜;;驻马店市汝南县工业园钢结构厂房施工过程中的质量控制[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年
9 马长明;;钢结构厂房构件的H型钢焊接[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年
10 席向东;陈浩;;某钢结构厂房托架发生倾斜后的安全性分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁炯丰;大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2013年
2 白晓红;钢筋混凝土框排架结构的平扭耦联多维地震反应分析[D];西安建筑科技大学;2008年
3 于洋;配筋混凝土砌块结构抗震性能研究[D];中国地震局工程力学研究所;2010年
4 邹中权;桥梁结构抗震性能概率性分析方法研究[D];中南大学;2010年
5 范云蕾;网络化结构实验室NetSLab的研究[D];湖南大学;2010年
6 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
7 段红霞;钢结构地震损伤分析与损伤识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
8 张术宽;FRP加固含缺陷钢结构的破坏力学分析[D];华南理工大学;2013年
9 徐自国;高层建筑钢筋混凝土框架—核心筒结构楼层层高变化对结构抗震性能的影响研究[D];中国建筑科学研究院;2013年
10 吴涛;大型火力发电厂钢筋混凝土框排架结构抗震性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史祝;大型火电厂主厂房钢框排架结构抗震性能试验及其优化设计[D];西安建筑科技大学;2012年
2 茅荣华;大型火电厂主厂房钢框排架抗震性能试验及时程反应分析[D];西安建筑科技大学;2012年
3 万顺路;大型火电主厂房钢框排架结构抗风性能研究[D];广西大学;2012年
4 欧兴付;新型多层框排架结构工业厂房在三维地震作用下的响应分析[D];南京理工大学;2013年
5 邵紫阳;新型多层框排架结构工业厂房的节点性能研究及抗震分析[D];南京理工大学;2012年
6 温永强;某大型火电厂主厂房钢框排架结构试验及静力弹塑性分析[D];西安建筑科技大学;2012年
7 陈德珅;考虑屋盖系统的火电厂钢混框排架主厂房抗震性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 何川;大型火电厂主厂房钢框排架结构抗连续倒塌性能研究[D];广西大学;2013年
9 张景瑞;火电厂主厂房框排架结构地震反应与优化设计分析[D];西安建筑科技大学;2011年
10 易孝强;大型火电主厂房含异型节点钢框排架抗震性能试验研究[D];广西大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 师友法;诚信和技术是创业的基石[N];中华建筑报;2008年
2 记者 兰建国;中冶建工总承包一大型轻型钢结构厂房项目[N];中国冶金报;2007年
3 记者 陈耀群;牧羊钢构乐为船企建“厂厦”[N];中国船舶报;2008年
4 本报记者 杨睿 刘尧;富煌:在“调整”中迎接新机遇[N];巢湖日报;2008年
5 记者 胡晓峰 通讯员 龚辉平;南京绿洲公司提升船配产品生产能力[N];中国船舶报;2006年
6 特约记者 彭友;富煌在调整中迎接新机遇[N];中华建筑报;2008年
7 林军;钢铁森林景如画[N];现代物流报;2006年
8 吴文杰通讯员 周国中;量身订做 打造精品工程[N];中国建设报;2007年
9 杨金玉;发挥流通作用 促使钢构企业快速发展[N];中华建筑报;2008年
10 卓越;钢结构厂房如何降温[N];中华建筑报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978