采用偏心支撑的火电厂高层钢结构主厂房抗震性能研究

摘要

本文以某火力发电厂的主厂房设计研究为背景，在前期研究成果的基础上，对采用偏心支撑的综合主厂房进行了罕遇地震作用下的抗震性能研究，并将结果与原结构方案进行了对比分析。本文中主要做了以下工作:
　　(1)以火电厂钢结构主厂房为原型，利用ANSYS有限元软件分别建立主厂房结构采用轴心支撑与K型偏心支撑的有限元模型，对结构进行模态分析，对比结构在两种支撑布置形式下的动力特性以及结构性能;通过振型分解反应谱分析比较两模型在地震作用下的结构整体位移;
　　(2)介绍静力弹塑性分析的相关原理与实施步骤，以火电厂钢结构主厂房为原型，运用Sap2000建立主厂房结构采用K型偏心支撑的有限元模型，对综合主厂房进行静力弹塑性时程分析;
　　(3)利用ANSYS有限元软件对主厂房进行7度罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析，对比两种支撑布置形式下主厂房抵抗罕遇地震作用的能力，并分析支撑形式对结构性能的影响;
　　(4)对采用偏心支撑的综合主厂房分别进行8度和9度罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析，提取层间位移，找出结构存在的薄弱部位，判断结构是否能够承受该设防烈度下的地震作用。
　　研究结果表明，采用偏心支撑的综合主厂房相比原模型不仅结构最大位移和顶点水平位移相比原结构均有所减小，结构层间位移角也满足规范要求，证明此方案是切实可行的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．课题研究背景及意义

1．2．电厂结构应用与发展

1．2．1．电厂概述

1．2．2．火电厂的分类

1．3．火电厂主厂房抗震性能研究现状

1．4．偏心支撑框架体系的国内外研究现状

1．5．本文主要研究内容

第二章 综合主厂房结构模型

2．1．工程概况

2．1．1．工程自然环境条件

2．1．2．综合主厂房布置

2．2．综合主厂房结构体系选择

2．2．1．结构体系选择

2．2．2．偏心支撑框架结构体系的应用

2．3．综合主厂房结构布置

2．3．1．几何模型

2．3．2．锅炉钢架结构布置

2．3．3．锅炉钢架基本荷载

2．3．4．联合框架厂房结构布置

2．3．5．联合框架厂房基本荷载

2．4．综合主厂房有限元模型

2．4．1．材料本构关系

2．4．2．综合主厂房建模技术

2．4．3．有限元计算模型

2．5．本章小结

第三章 综合主厂房支撑形式优化

3．1．钢结构支撑类型

3．1．1．中心支撑框架结构体系

3．1．2．偏心支撑框架结构体系

3．2．偏心支撑钢框架设计计算

3．2．1．耗能梁段设计

3．2．2．其他构件设计

3．3．带有偏心支撑的综合主厂房模型

3．3．1．修改后的综合主厂房模型

3．4．综合主厂房反应谱分析

3．4．1．重力荷载代表值计算

3．4．2．模态分析

3．4．3．综合主厂房反应谱分析

3．5．本章小结

第四章 综合主厂房推覆分析(Pushover)

4．1．静力弹塑性分析方法

4．1．1．概述

4．1．2．推覆分析法基本原理

4．1．3．推覆分析法基本假定

4．1．4．推覆分析法的实施步骤

4．2．目标位移的确定

4．2．1．目标位移的计算步骤

4．2．2．能力谱法

4．3．侧向加载模式

4．4．推覆分析模型的建立

4．4．1．SAP2000简介

4．4．2．联合框架厂房推覆分析模型

4．5．综合主厂房推覆分析结果分析

4．5．1．Push1、Push3工况结果(X方向)

4．5．2．Push2、Push4工况结果(Y方向)

4．5．3．分析结论

4．6．本章小结

第五章 综合主厂房动力弹塑性时程分析

5．1．动力弹塑性时程分析

5．1．1．动力弹塑性时程分析基本原理

5．1．2．动力弹塑性时程分析方法的基本假定

5．1．3．动力弹塑性分析方法的基本步骤

5．1．4．地震波的选取

5．1．5．地震波的调整

5．1．6．本文地震波的选取

5．2．综合主厂房动力弹塑性时程分析

5．2．1．X向地震波作用

5．2．2．Y向地震波作用

5．2．3．几种工况计算结果分析

5．3．结构在高烈度罕遇地震作用下的抗震性能

5．3．1．8度罕遇地震作用

5．3．2．9度罕遇地震作用

5．3．3．不同地震烈度作用下结果汇总

5．3．4．静力弹塑性时程分析与动力弹塑性时程分析结果比较

5．4．本章小结

第六章 结论与展望

6．1．结论

6．2．展望

致谢

参考文献