火电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震设计研究

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1、火电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震设计研究　　摘要：本文分析了主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震性能的不足之处，在总结过去工程设计经验的基础上，提出了提高钢筋混凝土单跨框架结构安全度的可靠措施。关键词：火电厂主厂房；框排架结构；抗震设计Abstract:Thispaperanalyzesthemainbuildingofreinforcedconcreteframedeficienciesbentframestructureseismicperformance,basedonsummarizingthepastexperienceinengine

2、eringdesign,providesreliablemeasuresofimprovingsinglespanreinforcedconcreteframestructuresafetydegree.Keywords:thermalpowerplant;framestructure;seismicdesign中图分类号：TU20前言7火力发电厂主厂房是火电工程的核心部分,各种重要的设备、管道、电缆和仪表控制系统布置十分复杂密集,楼层多、柱距大,是技术难度较高的工业厂房。多年来,主厂房的布置方式已形成较为固定的框排架结构,主厂房横向是以汽机房

3、排架、除氧间和煤仓间双框架结构组成,锅炉房自成独立体系。电力系统的安全性直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序，历次大震,造成极大损失的一个主要原因是火电厂供电系统破坏严重,影响了救灾工作的顺利进行，对火电厂主厂房结构进行抗震设计分析,具有重要的实用价值和社会意义。火电厂主厂房布置特点火力发电厂主厂房工艺布置要求尽量紧凑，厂房结构选型和结构体系首先要根据工程工艺布置特点，结合工程地质和抗震设防等要求综合考虑，以保证实现工程项目“安全经济、技术进步、控制工程造价、提高经济效益”的最终目标。7火电厂主厂房主要采用四列式前煤仓方案，该方案汽机房、除氧

4、间、煤仓间、锅炉房顺列布置，汽机房、除氧间、煤仓间形成所谓的“四列式”主厂房联合结构体系。近几年主厂房布置出现三列式前煤仓方案和侧煤仓方案。三列式前煤仓方案：汽机房、煤仓间、锅炉房顺列布置，汽机房、单跨煤仓间形成所谓的“三列式”主厂房单跨框－排架结构体系，取消除氧间的三列式主厂房布置方式，主厂房体积明显减小，设备布置紧凑，初期建设投资效益是显著的，对于循环流化床锅炉发电机组的厂房更有必要性，但三列式前煤仓运行检修通道及场地相对较小。侧煤仓方案：煤仓间采用集中侧煤仓，布置在2台锅炉之间，与前面的汽机房及除氧间脱开布置，各自形成独立结构，汽机房和除

5、氧间顺列布置，也形成所谓的“三列式”主厂房单跨框排架结构体系。主厂房的框排架结构形式钢结构或钢筋混凝土框排架结构的确定在实际工程中，600MW机组主厂房结构体系，在７°区、I～II类场地，多采用钢筋混凝土框排架结构，７°、III～IV类场地，多采用端部集中布置剪力墙的钢筋混凝土框排架结构，８°区采用钢结构。1000MW机组主厂房结构体系，在７°区、I～II类场地及以下，多采用端部集中布置剪力墙的钢筋混凝土框排架结构，７°区、III～IV类场地及以上采用钢结构。但考虑钢结构主厂房工程造价高、稳定性较差，且为提高结构的抗侧刚度、减小结构侧移而需要设

6、置较多的支撑，支撑在一定程度上限制了工艺设备的布置，其防腐蚀、防火等后期维护费用较大，所以业主会力求采用钢筋混凝土框架结构，力图降低工程造价，但钢筋混凝土框架结构在抗震性能上也有很多薄弱环节。2.1主厂房钢筋混凝土框架结构抗震性能的不足之处71）钢筋混凝土框架结构存在“强梁弱拄”、“短柱”、“异形节点”的薄弱环节，结构在强震时不能实现“大震不倒”，是严重违背结构抗震设计原则的。煤斗大梁截面往往比柱大得多，结构体系中必然出现“强梁弱柱”，“强梁弱拄”结构体系在强震时柱上先出现塑性铰，不能实现“大震不倒”，楼面标高错层造成框架柱出现“短柱”，“短柱

7、”在强震时会出现脆性破坏，引起结构体系倒塌，楼面上工艺设备的严重不均匀，造成框架同一个节点上的柱和梁断面差异大，节点的刚域很难准确量化，在强震时会首先出现破坏。2）主厂房钢筋混凝土框架结构高度超限对于600MW／1000MW机组主厂房的煤仓间框架结构高度一般为50～55ｍ，主厂房钢筋混凝土框架属乙类建筑，按抗震规范的规定（见表１），表1现浇钢筋混凝土房屋（框架）适用的最大高度m可能出现钢筋混凝土框架结构高度超限,但规范的条文说明指出：超过表列高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。在工程设计中，只要说明采取的有效加强措施即可。3）

8、平面布置不规则对结构抗震特别不利供热机组的主厂房，Ａ列外有披屋时，工程设计中往往单从管道布置经济一些而采用披屋和汽机房连在一起，每一个结构单元的平面严