空冷凝汽器支架结构性能与地震反应分析

论文摘要

水资源已成为制约我国国民经济快速发展和社会进步的重要因素。为达到节约型社会和可持续发展战略的要求，根据我国新颁布的“十一五规划”，工业企业到2010年每单位工业增加值应节水30％。这一政策要求也促使了大型火力发电厂空冷凝汽器系统的应用和研究。大型火力发电厂采用空冷凝汽器系统后，可比传统火电厂节水70％以上，尤其适用于我国三北地区。但到目前为止，我国已有的大型火力发电厂空冷机组基本上均为外方设计。为做到空冷凝汽器系统设计国产化，国家发改委将某电厂三期工程列为600MW直接空冷机组国产化示范工程，并开展了一系列试验研究。空冷凝器汽支架结构属典型的钢—混凝土竖向混合结构，其刚度和质量沿竖向分布严重不均匀。作为空冷设备主要支撑的空冷凝汽器支架结构体系，上部作用近万吨设备荷重，承受复杂的动力荷载和环境作用，平台的安全性直接关系到发、供电整个系统的安全运行。本文利用理论分析和SAP2000有限元分析软件计算，进行空冷凝汽器支架结构模态分析；恒载、活载、风载、雪载作用下的空冷凝汽器支架结构内力和变形计算；工作荷载下风机扰力对结构的影响计算分析；同时还进行了空冷凝汽器支架结构静力弹塑性分析。分析结果表明，空冷凝汽器支架结构前几阶振型频率接近、振型间耦合作用明显，扭转效应明显；风机在运转过程中将跨越结构自振频率，引起共振效应。虽然空冷凝汽器支架结构能够满足所处地区抗震设防要求，但因主要耗能构件为钢筋混凝土空心管柱，结构抗震设防过于单一。本文的研究可以帮助我们理解该类竖向混合结构受力机理，加速空冷凝汽器支架结构的设计国产化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 直接空冷系统节水原理
• 1.3 空冷凝汽器支架结构特点及荷载分布
• 1.3.1 空冷凝汽器支架结构特点
• 1.3.2 空冷凝汽器支架结构荷载分布
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本课题研究主要内容
• 第2章 空冷凝汽器支架结构模型建立及荷载条件
• 2.1 结构条件
• 2.2 空冷凝汽器支架结构荷载条件
• 2.2.1 恒荷载
• 2.2.2 活荷载
• 2.2.3 雪荷载
• 2.2.4 风荷载
• 2.3 各中荷载工况下结构变形
• 2.4 本章小结
• 第3章 空冷凝汽器支架结构动力特性计算与分析
• 3.1 空冷凝汽器支架结构阻尼确定
• 3.2 空冷凝汽器支架结构模态分析
• 3.2.1 模态分析基本原理
• 3.2.2 空冷凝汽器支架结构模态计算
• 3.2.3 模态计算结果分析
• 3.3 风机扰力引起的结构反应分析
• 3.3.1 风机挠力的确定
• 3.3.2 风机开始运转到额定转速下稳态分析
• 3.3.3 稳态计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 空冷凝汽器支架结构地震作用反应谱分析
• 4.1 地震作用反应谱法分析原理
• 4.2 空冷凝汽器支架结构地震作用反应谱计算
• 4.2.1 空冷凝汽器支架结构单向地震作用计算
• 4.2.2 空冷凝汽器支架结构双向地震作用计算
• 4.2.3 空冷凝汽器支架结构竖向地震作用计算
• 4.2.4 空冷凝汽器支架结构平扭藕联地震作用计算
• 4.3 本章小结
• 第5章 空冷凝汽器支架结构时程分析
• 5.1 时程分析基本理论
• 5.2 空冷凝汽器支架结构线性时程分析
• 5.2.1 LWD-DELAMO BLVD波时程分析
• 5.2.2 CPC-TOPANGA CANYON波时程分析
• 5.2.3 人工波波时程分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 空冷凝汽器支架结构静力弹塑性分析
• 6.1 静力弹塑性分析基本原理
• 6.2 水平侧向力分布形式
• 6.3 SAP2000静力弹塑性分析原理与侧向力加载模式的实现
• 6.3.1 SAP2000静力弹塑性分析基本原理
• 6.3.2 空冷凝汽器支架结构静力弹塑性分析
• 6.4 空冷凝汽器支架结构静力弹塑性分析结果
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论与建议
• 7.1 研究结论
• 7.2 设计建议
• 7.3 需进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录