汽轮机高位布置发电厂房抗震性能的评估与优化

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1、汽轮机高位布置发电厂房抗震性能的评估与优化重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：刘小可指导教师：董银峰副教授兼职教师：李红星高工学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学土木工程学院二O一五年五月SeismicPerformanceEvaluationandOptimizationofaPowerPlantBuildingwithTurbineFoundationJointlyConfiguredonHigherFloorAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentofth

2、eRequirementfortheProfessionalDegreeByLiuXiaokeSupervisedbyDongYinfengPluralisticSupervisedbySeniorEng.LiHongxingSpecialty:ME(ArchitecturalandCivilEngineeringField)CollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要我国传统火电主厂房的格局较多采用四列式布置，厂房内布置有汽轮机基础，与主厂房结构

3、相互独立，两者的设计一般单独进行。最近，国内提出了一种将汽轮机基础和主厂房结构联合布置的新方案，该方案通过将汽轮机及其基础联合布置在主厂房上部较高的楼层，以达到节约管道材料、减少投资和占地面积、提高机组效率的目的。此类高位联合布置方案将汽轮机组及其基础上的大量荷载作用于结构上部，使得主厂房结构的刚度和质量分布发生较大变化，这也是此方案与火电主厂房常规布置方案的本质区别。因此，对此类主厂房结构的抗震性能进行深入分析，考察其结构体系层面上的特点，研究改善其抗震性能的方法和技术，对于此类布置方案的推广具有重要意义。为此，本文主要开展了以下工作：1）采用ABA

4、QUS有限元分析软件，分别建立了将汽轮机及其基础考虑成集中质量的简化厂房模型和将汽轮机基础考虑成实体单元的实际厂房模型，并通过弹塑性时程分析对比了两种模型的差异；2）基于实际厂房模型，通过弹塑性时程分析考查了弹簧水平/竖向刚度比、阻尼系数对厂房结构抗震性能的影响及其规律，并根据分析结果对主厂房结构的抗震性能进行评估；3）对比了不同地震作用水准下主厂房结构的扭转效应的差异；4）为使汽机基础满足抗震设防及电力设备的工艺要求，提出了针对汽机基础的优化设计方案。通过上述工作，得出以下几方面研究成果：1）简化模型便于设计人员利用其熟悉的设计软件进行建模和分析，可

5、在初步设计和第一阶段抗震设计时采用，对于第二阶段抗震设计，则建议采用实际模型。另外，根据实际模型设计的厂房结构，一般可达到性能3的抗震要求。2）汽机基础弹簧支座的阻尼系数对主厂房结构的地震反应的影响小于3%，可以忽略。弹簧水平/竖向刚度比对主厂房结构的影响大于弹簧支座阻尼的影响，对比水平/竖向刚度比分别为1/5和1/2两种情况的地震响应，层间位移的最大差别为21%左右。弹簧水平/竖向刚度比越小，主厂房结构的位移响应也越小，隔震效果越明显。3）对比单、双向地震作用下的结构地震反应：小震情况下，可只考虑单向地震作用的影响；大震情况下，结构的扭转效应比较明显

6、（双向地震作用下的结构地震反应较单向地震作用下的结构地震反应最大可增大40%左右），此时应考虑双I重庆大学硕士学位论文向地震作用的影响。4）采取增设弹簧和增加梁宽的方案均可明显减小汽机基础的扭转变形，从而满足汽机基础抗震和设备正常运行的要求。两种方案相比，增设弹簧的方案效果更好，增加梁宽的方案更经济。关键词：火电厂房，汽轮机基础，联合布置，抗震性能，结构优化II英文摘要ABSTRACTThelayoutschemeofthermalpowerplantsconsistingoffourrowsofcolumnsinatransverseaxisline

7、iswidelyusedinChina.Usually,theturbinefoundationandthemainbuildingareindependenttoeachother,andthereforeareseparatelydesigned.Recently,anewschemeinwhichthepowerplantbuildingandtheturbinefoundationarejointlyconfiguredhasbeenproposed.Byplacingthesteamturbinefoundationontheupperflo

8、orofthemainbuilding,theschemebenefitsfromthetec