火电厂除氧煤仓间结构Push-Over分析及优化

论文摘要

大型火力发电厂主厂房除氧煤仓间由于特殊的工艺布置和使用要求,竖向荷载在为控制荷载,框架跨度大,底层构件为薄弱环节,普遍梁柱线刚度比较大,结构的抗震性能较为不利。本文以一预应力火电厂煤仓间框架为切入点,采用Push-Over分析方法评价其抗震性能；并结合前人的结构试验结果,对该框架进行结构优化设计,比较不同结构形式在火电厂煤仓间结构中采用的可能。本文的主要研究工作包括：（1）以火电厂煤仓间预应力框架拟静力试验结果为依据,采用静力非线性分析方法（Push-Over分析）；建立试验框架模型,对结构进行静力弹塑性分析。对比了拟静力实验结与Push-Over分析结果。二者在侧向变形、结构塑性铰的位置和形成过程、最终破坏模式等主要抗震性能评价标准上有着较高的相似性。表明静力弹塑性分析是一种较为有效的分析方法。（2）结合相关火电厂高强混凝土框架柱试验的结果,采用经过试验验证过的高强混凝土柱关于箍筋形式、配箍率等构造要求,以降低轴压比为主要目的,提出框架柱的改进方案；重新进行Push-Over分析。通过与原拟静力实验模型的模拟结果进行比较；论证采用高强混凝土结构的可行性。（3）建立原型厂房的一榀框架计算模型；计算原型结构的控制荷载、弹性变形等；进行原型结构的静力弹塑性分析,了解结构在大震下的侧向变形,结构塑性铰的位置和形成过程,以及结构的最终破坏模式等。（4）结合有关于型钢混凝土的分析结果,通过相关设计规范等；以提高构件的变形性能、减小截面大小、框架自重为主要目的；重新设计型钢混凝土框架。建立型钢混凝土框架Push-Over模型,通过与原结构Push-Over分析结果对比,验证采用型钢混凝土结构的可行性。通过对不同结构形式的火电厂煤仓间框架进行Push-Over分析对比,研究其抗震特性,指出其结构设计中的难点以及薄弱环节,可以为该类结构的结构设计提供一定得参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 火力发电厂煤仓间结构分析的意义及背景
• 1.2 国内火力发电厂结构研究现状
• 1.2.1 现有火电厂结构形式
• 1.2.2 现有混凝土火电厂房主要缺陷
• 1.2.3 国内主要研究结论
• 1.3 工程背景及研究内容
• 第二章 Push-Over分析原理
• 2.1 前言
• 2.2 Push-Over分析原理
• 2.2.1 基本假定
• 2.2.2 基本步骤
• 2.3 能力谱法简介
• 2.4 Push-Over的水平加载模式
• 2.5 Push-Over分析的优点及不足
• 2.5.1 Push-Over方法优点
• 2.5.2 Push-Over方法缺点
• 2.6 模型参数选取
• 2.7 本章小结
• 第三章 煤仓间混凝土框架模型分析
• 3.1 预应力混凝土框架模型
• 3.1.1 拟静力试验模型参数
• 3.1.2 预应力混凝土框架模型拟静力试验结果
• 3.1.3 预应力混凝土框架模型Push-Over分析
• 3.1.4 Push-Over分析与试验结果对比
• 3.2 火电厂高强混凝土柱框架柱模型
• 3.2.1 选取高强混凝土柱的依据
• 3.2.2 现有火电厂高强混凝土框架柱模型试验分析结果
• 3.2.3 火电厂高强混凝土框架柱模型模型Push-Over分析
• 3.3 普通混凝土柱与高强混凝土柱Push-Over分析对比
• 3.4 本章小结
• 第四章 煤仓间混凝土框架原型分析
• 4.1 预应力混凝土框架原型结构
• 4.1.1 原结构内力分析
• 4.1.2 预应力框架原型结构Push-Over分析
• 4.2 火电厂型钢混凝土框架设计及分析
• 4.2.1 型钢混凝七的特点
• 4.2.2 型钢混凝土框架结构设计及内力计算
• 4.2.3 型钢混凝土框架Push-Over分析
• 4.3 型钢混凝土框架与预应力混凝土框架Push-Over分析对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录