火电厂主帮房带支撑纵向框架结构弹塑性有限元分析

摘要

大型火电厂主厂房高度大、跨度大，纵向为框架结构，在框架柱之间加入消能支撑能更好的满足结构弹塑性和抗震要求。有学者对带支撑纵向框架结构进行了伪静力和拟动力加载试验研究，而用有限元理论对结构受力性能研究较少，对结构中如何确定支撑位置也未做过深入研究，本课题利用ANSYS 软件对某电厂主厂房的简化模型进行弹塑性有限元分析。
　　 本文对边跨支撑结构、无支撑结构和中跨支撑结构进行有限元模拟，根据模拟计算的结果系统分析了该结构裂缝的发展过程及分布特点、滞回性能、延性、刚度、各层的侧移、钢支撑和消能器的受力情况等。研究表明：水平低周循环荷载作用下底层梁首先出现裂缝，随着荷载的增加柱底依次开裂；第一个塑性铰出现的位置在支撑跨的左端柱底，无支撑结构在右端边跨柱顶；结构的滞回曲线在屈服前为“梭”形，屈服后为“弓”
　　 形，有明显的刚度退化现象；加入边跨支撑对结构刚度的提高有很大作用，结构初始刚度提高172％，屈服刚度提高110％；边跨支撑的刚度比中跨支撑结构的刚度大，初始刚度大25％，屈服刚度大17％；结构的二、三层间侧移较小且比较接近，底层侧移较大；
　　 消能支撑中的支撑杆所承担的水平剪力与消能器所承担的水平剪力近似，但各阶段两者的位移值相差较大，消能器的位移值大约是支撑杆的2 至5倍；结构设置支撑与否和设置支撑在不同位置时受力性能不同。
　　 根据研究结果，本文提出了三种结构的相对刚度与相对荷载关系式和结构支撑布置的设计建议，具有重要的理论意义和一定的工程应用价值。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 原型、试验结构及模拟结构简介

3 边跨支撑结构的受力性能研究

4 无支撑结构和中跨支撑结构分析

5 结论

致谢

参考文献

附录