大型电力厂房框排架结构三维地震反应分析.pdf免费

第十届全闻现代结构1二程学术研讨会 大型电力厂房框排架结构三维 地震反应分析 刘长松王伟 (国核电力规划设计研究院，北京100032。Email changsongOOQyahoo．com．cn) (哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090) 摘要：对钢筋混凝土横向框排架、纵向纯框架的电力主厂房进行地震反应分析，研究该类结构的动力特 性，扭转对整体结构的受力影响及扭转效应，框架与排架的内力分配以及平面模型与整体模型的 差别，双、三向地震输入对抗震性能的影响等相关内容，分析结果可供设计时参考。 关键字：框排架；扭转：地震反应 地震是人类社会发展过程中最严重的自然灾害之一，作为重要的生命线工程，电力厂房的震害不仅会 带来巨大的经济损失，而且还极易引发次生灾害，造成极其严重的后果，使整个生命线工程系统功能造成 严重的损坏乃至彻底丧失。由于生产工艺的要求，电力厂房多采用框排架结构形式。框排架结构体系由于 质量、刚度分布较不均匀，其在地震作用下扭转效应显著，国内外学者对该结构形式进行了研究【2’3jJ。近年来 随着火力发电厂机组容量增加，厂房体型、跨度随之增大，对此种结构的研究也日益增多，为满足刚度和承载 力要求以及工艺要求，采用扁柱的布置形式，横向一般采用框排架结构形式，纵向可有多种形式。包括纯 框架、框架．剪力墙以及框架支撑体系等。通常电力厂房结构横向为框排架结构形式，纵向为超长纯框架结 构形式，由于扁柱纵横向刚度的差异，此种结构纵横向刚度差别较大，总体扭转对结构抗震不利【4J，然而 此类结构一般采用平面进行设计，不考虑结构整体扭转的影响。 横向的变形及承载力，以及平面模型与整体模型的差别，双、三向地震输入对抗震性能的影响，以了解此 类结构的抗震性能，为合理设计提供依据。 一、计算模型的建立 m 800x2000，D排为800xl800。混凝土强度等级，运转层以下为C60，运转层到32．500m为C50，32．500 以上为C40。考虑到结构形式的复杂性，对原型结构进行适当的简化，将屋架部分简化为一轴力杆件，并 认为屋架与排架柱理想铰接，不考虑屋架在地震作用下的失效问题，梁柱简化为三维空间梁单元，楼板简 化为各向同性的三维壳单元。将离散化的杆、壳单元通过梁、柱、楼板程序自动形成的结点进行连接，从 而生成考虑楼板平面内和平面外变形的结构整体三维有限元空间计算模型，该结构的计算模型为一空间的 平动一扭转的多质点串并联结构体系模型。梁柱采用Beaml89单元，楼板采用Shell63单元。 工业建筑20lO增刊 745 第十届全嗣现代结构』程学术研讨舍 】}蛊器，HJ”篙 胡噩雏罐 a)横向结构体系 b)纵向0轴结构体系 c)整体平面图 图1原型结构平、立面布置周 结构中粱柱截面上定义钢和混凝土两种材抖性质．根据实际工程-{，的配筋情况拄配筋面积相等的原则 进{r转换，将配筋均匀分配在截面边缘处．从而形成混凝上与钢筋的组台截面．以模拟实际中的钢筋混凝 土结构。图2为一类柱的截面划分形式。 围2梁柱藏面网格划分 空间框架结构的ANSYS模型如蹦3 图3电力厂房空间有限元计算模型 I业建筑2010增刊 第十届全网现代结构工程学术研讨会 二、地震动的选取 正确选取输