大容量机组空冷系统抗震性能化设计研究

大容量机组空冷系统属电站生命线工程的重要组成部分,结构与设备的安全性直接影响电厂的正常生产。为了有效控制不同水准强度地震作用下结构及关键设备的破坏程度,在综合考虑结构及内部关键设备破坏造成的社会影响和经济损失等因素后,提出大容量机组空冷系统抗震性能化设计方法,明确相应的抗震性能目标和性能水准。空冷系统抗震性能化设计中通过合理的抗震构造措施,确保不同性能目标下结构的承载能力及延性需求,解决以生命安全为抗震设防唯一目标的单一抗震设防标准不够全面的设计弊端,从而减小震后经济损失。     

考虑设备使用安全性的空冷支架结构体系基于位移的抗震设计方法研究

现有的空冷支架结构抗震设计方法没有明确考虑设备在地震中的使用安全性,不符合"投资效益"准则。通过空冷支架结构的抗震性能试验研究,给出适合该类结构-设备耦合体系在地震作用下的性能水平,提出考虑设备使用安全性的空冷支架结构抗震性能目标量化值,并建立一种适用于该类结构体系的基于位移的抗震设计方法和步骤。最后,以某1 000 MW空冷支架结构为例进行基于位移的抗震设计,并采用非线性动力时程分析对提出的基于位移的设计方法进行验证。结果表明,提出的基于位移的抗震设计方法较为合理。     

1000MW空冷竖向混合结构平扭耦联地震反应分析

直接空冷支架结构是火电厂的重要组成部分,结构的安全性直接关系到电厂的正常运行。传统300,600MW机组空冷支架结构采用典型的钢桁架-钢筋混凝土管柱竖向混合布置形式,结构刚度、质量沿竖向分布极不均匀。1000 MW空冷机组与300,600 MW空冷机组相比,从工艺布置到设备支撑结构都发生了质的变化,震后结构破坏造成危害更大。针对1000 MW机组空冷支架结构扭转效应明显的特点,考虑地震动扭转分量的平扭耦联地震动反应分析,研究多维地震作用下结构的动力响应。研究结果表明,平扭耦联地震作用对该类竖向混合结构的不利影响应予重视。     

1000MW超超临界机组空冷支架结构设计选型研究

目前,300,600MW直接空冷机组基本采用空间钢桁架-钢筋混凝土管柱结构形式,结构的抗侧移刚度低、抗震防线单一。而1000MW空冷机组平台高度更高,设备荷载更重及结构破坏造成的危害更大,传统结构形式已不适合高烈度区1000MW机组。为了解决传统结构抗震设计弊端,提出高烈度地区1000MW机组采用空间钢桁架＋斜撑-钢筋混凝土管柱结构形式,并通过模型试验对其抗震性能进行验证。研究结果表明,空间钢桁架-斜撑-钢筋混凝土管柱结构受力合理、抗震性能良好,能更好地运用于大容量机组中,为高烈度区1000MW机组结构选型提供参考。     

火电厂直接空冷结构体系抗震计算分析

火力发电厂直接空冷结构体系是随着空冷工艺出现而形成的新型工业建筑,结构组成及其受力性能复杂,其抗震计算分析是结构设计的关键问题。建立了直接空冷结构体系有限元计算模型,通过模态计算分析了结构的动力特性。按照抗震规范要求进行了单向地震作用反应谱分析和双向地震作用结构响应计算,并采用时程分析计算了结构的地震内力和变形。进行了非线性时程分析,分析了结构的破坏过程和破坏模式。抗震计算分析表明,直接空冷结构体系扭转效应突出,大震作用下易形成柱铰破坏机制。     

某框架-剪力墙结构的抗震设计北大核心

详细地介绍了某框架剪力墙结构的抗震设计。主体结构存在平面不规则性和竖向不规则性。在进行多遇水平地震作用分析时,采用CQC组合进行了谱分析,结果表明,各项指标均在规范允许的范围以内.根据结构各构件的重要性确定了性能化抗震设计目标,并通过静力弹塑性分析方法对框架梁、柱和剪力墙等重要构件的抗震性能进行了评估.结果表明。     

考虑竖向地震作用的排架柱抗震设计

在对跨度大于24m的排架结构进行抗震设计时,引入屋架竖向地震作用的影响,对8度、9度区分别用现行规范规定的方法和振型分解法计算大跨度屋架的竖向地震作用,进而计算屋架在竖向地震作用下的支座反力值,将支座反力值施加在排架柱顶,使之参与排架柱的截面抗震验算,乘以不同的分项系数参与内力组合,对比计算结果得出在进行排架柱抗震设计时应该考虑竖向地震作用影响的结论.     

足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体抗震性能试验研究

为揭示地震作用下开洞类型和开洞率对冷弯薄壁管桁架组合墙体的抗震性能影响,进行六榀足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体的水平低周反复荷载试验,了解其抗震性能和破坏模式,深入研究墙体的水平荷载-水平位移滞回曲线和骨架曲线、强度和刚度退化规律、耗能能力等。结合现有规范,对新型墙体的延性进行评价。试验表明,冷弯薄壁管桁架结构组合墙体具有良好的滞回性能、延性和耗能能力,其中延性系数μ=3.78～6.54,极限状态能量耗散系数E=0.55～0.68;开洞类型、开洞率和蒙皮效应对此类墙体的抗震性能影响较大,在设计中应合理考虑这些因素。双面OSB板对冷弯薄壁骨架结构起到较好的蒙皮效应;墙体开洞会削弱墙体的承载力和刚度,当开洞面积较小时增加四肢柱数量和加强洞口两侧构造可明显提高其受力性能和抗震性能。     

无锡太湖生态博览园结构抗震分析

无锡太湖生态博览园建筑创意为12个巨大的"盒子"结构,分5层堆砌而成。竖向构件不连续导致竖向荷载、水平荷载的传递机制非常复杂。重点分析其结构抗震性能,通过分析多遇地震、罕遇地震下的结构性能,说明此类新型结构的抗震设计概念,以保证关键构件和节点的安全性,对其抗震构造设计也进行了介绍。     

复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析

通过对结构变形机理的分析指出:竖向地震作用下,一般的框剪、框筒等多、高层建筑结构中可能存在显著的竖向相对错动效应;大跨结构、长悬臂结构中则可能出现竖向二次共振;结构的竖向抗震设计中,应重视发生于墙-墙、墙-柱或柱-柱之间的竖向错动效应,对于大跨结构的设计,则应有意识地使设计方案避开二次共振。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定的计算竖向地震作用的"底部轴力法"和"直接地震作用系数法"不能充分反映结构的竖向错动效应和二次共振效应,而振型分解反应谱方法则可以准确地计算这些效应。基于此,为了给复杂结构、大跨结构的竖向地震设计提供一个合理、有效的工具,在复杂多、高层有限元分析与设计软件PMSAP中,实现了竖向地震反应谱分析,并将其分析结果严格按照中国规范纳入了基本构件的设计。     

空冷支架结构管柱体型系数与群柱效应研究

空冷支架结构下部为大直径群柱,上部为钢桁架平台,结构抗风设计时许多参数还不清楚。为掌握该类结构风压分布规律,对1∶150的刚性模型,进行风洞试验研究。同时利用FLUENT6.1流体软件对结构管柱所处风场进行数值模拟,获取不同工况下管柱的整体体形系数。详细介绍风洞试验结果与管柱表面风压试验数据处理方法,将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了CFD数值模拟技术的可行性。     

空冷支架结构冷凝器表面风载体型系数研究

空冷支架结构属电厂新型结构体系,结构体形相对复杂,下部为大直径混凝土管柱群,上部为设置挡风墙的空间平台,平台支撑着冷却设备。目前,仅DL 5022—2012《火力发电厂土建结构设计技术规程》给出了挡风墙的体型系数,其他部位风参数取值国家规范尚未涉及。由于平台上部A型布置的冷凝器属多孔透气构造,其表面风载体型系数取值无参考可言,抗风设计时有的风参数取值甚至不合理。通过刚性模型风洞试验及数值模拟,研究了冷凝器表面风压分布规律,获取了不同工况下冷凝器表面的风载体型系数,为空冷支架结构抗风设计提供基础资料。     

带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示

介绍一个30层带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构拟静力试验的理论分析结果,并研讨这种结构体系抗震设计的几个关键技术问题,包括:结构因柱和剪力墙拉断造成的整体倾覆破坏模式、框架及核心筒的双重抗震作用及所承受的剪力、倾覆力矩、轴力的调整分配、结构的变形控制、抗震能力设计法遇到的结构设计不尽合理的问题。阐述了高宽比较大的框架-核心筒结构按中震弹性或中震不屈服的性能水准设计的优越性。     

适量注芯混凝土砌块结构模型振动台试验研究

通过对6层适量注芯混凝土小型空心砌块配筋砌体结构模型进行地震模拟振动台试验,分析结构体系的结构动力特性、加速度放大反应、最大层间位移角等,研究其在抗震设防烈度为7度构造措施条件下的结构抗震性能、屈服机制。试验结果表明：配筋砌体模型结构在地震作用下的整体变形仍以剪切变形为主;在输入不同地震波、不同峰值加速度时,结构横向所能承受的输入峰值加速度的平均值比纵向要高,横向变形大于纵向变形,说明结构纵向抗震能力要强于横向;圈梁、构造柱以及水平拉结筋构成的约束体系作用明显,结构在基本烈度地震作用下抗破坏能力较强,能够满足抗震规范规定的在7度区“大震不倒”的要求;结构在罕遇地震作用下也具有相当的抗震能力。     

钢筋混凝土超短柱与型钢混凝土超短柱滞回性能试验研究

与普通框架柱相比,超短柱的抗侧刚度较大,在地震作用下将承担较大的水平荷载。由于钢筋混凝土超短柱在水平地震荷载作用下的变形能力和延性很差,破坏模式通常为剪切破坏,从而导致框架结构的整体抗震性能下降。结合实际工程对2根钢筋混土超短柱和2根型钢混凝土超短柱的滞回性能进行了试验研究,并结合现行国内外规范给出了合理的设计建议。     

隔震支座对空冷支架结构地震响应影响的研究

空冷凝汽器支架结构是一类特殊的工业建筑。主要针对该类建筑的结构形式,采用隔震技术,即在每个管柱的下方设置铅芯橡胶隔震支座,采用SAP 2000分析软件对原结构和隔震结构的地震响应进行比较分析。结果表明,隔震支座改善了结构的抗震性能,隔震技术对于这种结构体系具有很好的实际应用前景。     

某三维空间刚架结构抗震及稳定性能分析

介绍——采用五边形空间刚架的工程,考虑建筑功能的需要,钢柱沿建筑外围布置并与底层钢筋混凝土框架柱铰接,为了增加结构抗扭刚度和满足层间位移角的要求,在柱间设置支撑.屈曲约束支撑在小震下能够为结构提供适当的侧向刚度,在中震和大震下具有良好的耗能减震性能.阐述了屈曲约束支撑的设计计算方法,并比较分析了屈曲约束支撑在常遇地震、罕遇地震作用下抗震性能以及竖向荷载作用下的稳定承载力.     

混凝土管柱排架与小直径管柱防屈曲支撑减震排架抗震性能试验研究

为解决传统空冷凝汽器支架结构抗侧能力弱,抗震能力不足的问题,设计制作了两榀空冷支架结构排架试件,其中一榀为常规直径混凝土双管柱结构试件,另一榀为直径较小的双管柱且增设多段连接防屈曲支撑的结构试件。分别对两榀排架结构试件进行了往复加载试验,对比分析了两榀排架的抗震性能,包括混凝土管柱的开裂与裂缝发展、荷载-排架顶点侧移滞回曲线、刚度退化、骨架曲线等,研究设置于双管柱之间的单斜式防屈曲支撑的轴力 轴向变形滞回曲线的特点及其提高结构抗震性能的工作机制。研究结果表明,多段连接防屈曲支撑可在层间位移角约1/750时进入屈服耗能状态,在层间位移角约1/30之前不失效,可显著增加结构阻尼且耗能稳定,提高了结构抗震性能。