摘要:火力发电厂是我国电力事业的主要构成部分,火力发电厂的主厂房结构的抗震设计是火力发电厂建设的重要环节。传统的火力发电厂主厂房结构,主要是钢筋混凝土,抗震能力较低,不利于主厂房结构的稳定性,直接降低了火力发电厂的安全性,在主厂房中潜在安全隐患。目前,火力发电厂主厂房结构中提出了抗震设计的要求,致力于为主厂房结构提供抗震的条件,在主厂房结构中,全面落实抗震设计,提升主厂房结构抗震的设计水平,满足主厂房结构的抗震需求。
关键词:火力发电厂;主厂房;结构抗震;设计
1火力发电厂主厂房结构的抗震设计
1.1汽机房屋面抗震设计
汽机房屋面,是火力发电厂主厂房结构中的重要部分,屋面的抗震设计中,采用钢屋架、钢网架的方式,提高抗震设计的水平。钢屋架结构,其可在水平、垂直的方向上,与屋面进行联合的设计,简化屋面的传力体系,维护屋面的整体性能。火力发电厂不同的机组,配有不同的主厂房结构,为了提高抗震的设计水平,推行钢屋架的设计方式,即使是不同的主厂房,也能保持着整体稳定性。例如地震时,汽机房屋面使用钢网架设计,虽然具有一定程度的抗震能力,但是钢网架很容易发生整体坍塌,不利于汽机房的安全,选用钢屋架的屋面形式,在地震作用下,屋面结构不会发生破坏,为屋面结构提供高效的水平荷载,满足汽机房屋面的抗震需求。汽机房屋面抗震设计上,还要考虑富余度设计,预防主厂房的主体结构变形,保护汽机房屋面的结构,避免屋面结构整体变形而失稳坍塌。
1.2运转平台连接的设计
火力发电厂主厂房的运转平台在进行连接设计时,应主要针对牛腿和汽机房的设计。汽机房的运转平台,是建立在主体结构和支撑柱上的,要始终保持其顺畅滑动,这样可以较好的避免主体结构和支承柱间发生相互干扰的现象。具体的结构形式,也是要两个结构,能够保持自由移动,根据抗震规范,准确的设计防震缝,预防结构错动碰撞,也要避免运转平台摩擦力过大而形成牵拉时的裂缝。运转平台的连接设计,注重抗震时的结构保护,维护好主厂房的结构,降低地震的破坏性。
1.3框架结构的抗震设计
火力发电厂的主厂房结构,以框架结构为主,其在抗震设计时遵循“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,合理的控制结构设计时的参数,如位移比、侧刚比,确保所有的参数数据,都限定在规定的范围内。框架结构的抗震设计中,针对罕遇地震条件,验算抗震设计的指标数据,确保框架结构具备大震不倒的能力。主厂房框架结构的布置,考虑到抗震的需求,不要采用短柱、超短柱的设计,除氧器不设置在结构的顶层、煤斗选择合理的支承的方式,逐步降低主厂房框架结构的重力荷载,以此来减轻地震对框架结构的破坏性。框架结构在主厂房中,在楼梯间、楼层中,存有大面积的开洞设计,此类设计要与施工工艺相互协调,不能出现在角部、端部,以免降低主厂房楼板的刚度,防止增大结构的扭转变形状态。框架结构抗震方面,建议采取双梁布置的方法,以免框架结构偏心,严格按照抗震规范,规划角柱、单元构件等,积极提升框架结构的抗震水平。主厂房的框架结构上,顶端是不能实行砌体砌筑的,以免影响框架结构的抗震效果。火力发电厂主厂房的框架结构,如果支承了栈桥、平台等类型的结构支座,还需要实行支座验算,确保支座在规定的水平位移状态下,仍旧保持支承不脱落,维护框架结构在主厂房中的可靠性,规避地震时的结构风险。
1.4填充墙与非结构构件
火力发电厂主厂房结构的填充墙、非结构构件,属于抗震设计时的要点。主厂房结构采用的是砌体填充墙,根据建筑的抗震规范,规范设计腰梁、构造柱,同时墙体、框架梁柱,要做到可靠、稳定的拉结。砌体填充墙的设计,不仅要在体系上实现抗震,还要保护好周围的结构,以免砌体填充墙自身发生问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主厂房结构中,采用悬挑、外伸的方法,连接了非结构构件,如玻璃幕墙、雨蓬等,此类构件在和主厂房结构主体连接时,要注意连接点位置的控制,尤其是焊缝、螺栓,采取抗震验算的方法,保护好非结构构件的使用,进而维护火力发电厂的主厂房结构,确保非结构构件在地震时的安全性。
1.5厂房楼梯的抗震设计
火力发电厂主厂房中的楼梯,是不可缺少的因素,其在抗震设计方面,提出了几点要求。(1)主厂房结构中,采用直板式的楼梯,楼梯不要选在主厂房结构的端部位置,而且梯板的端部要配置梯梁,假如楼梯的转弯处,恰好在楼层的中间位置,就要在下层楼面,设计支撑梯梁,提升厂房楼梯的稳定性,避免楼梯影响到主厂房结构的抗震性能,楼梯最好不要设计成折板式,防止地震时楼梯折断阻碍逃生和救援;(2)楼梯的设计和选择,要符合主厂房结构的抗震需求,依照主厂房的结构状态,规划楼梯的形式,促使楼梯能够达到抗震设计的指标,强调楼梯在主厂房中的规范性。
2火力发电厂主厂房结构抗震性能水平与性能目标
2.1火力发电厂主厂房结构性能水平及划分
依照工业建筑结构的内部设备的使用特点及设备抗震的要求,可将关键的设备分为三类,包括位移敏感型设备、速度敏感型设备和加速度敏感型设备。位移敏感型设备和加速度敏感型设备是火力发电厂主厂房内经常被使用到的设备。但是在火力发电厂的主厂房内部的加速度敏感型设备,基本上都是被放置在地面的,并且设有单独的位置,根据这样的特点,主厂房结构在设计的时侯,可以运用强震下位移敏感型设备和结构的抗震性能来对火力发电厂主厂房结构的内部构件、非结构构件的综合性能进行考量,火力发电厂的主厂房结构性能可以分为使用功能的完好、使用功能的连续性、对人身安全的保障、接近倒塌表现的结构抗震性能等进行划分。
2.2火力发电厂主厂房结构的性能指标
通过研究可以得出结论,对建筑结构水平的影响因素主要包括结构破坏形态和破坏程度。结构的破坏形态可用层间位移角量化不同强度地震作用的结构性能来表达。当强烈地震时,主厂房结构的破坏主要是由于剪切力导致,层间位移角在1/3300-1/1100范围时,剪力墙就会被破坏,并且层间位移角大于1/2000,剪力墙的作用衰减剧烈。但剪力墙轻微的破坏不影响到结构的使用,所以层间位移角的极限值可以适当的放宽,取为1/1000。层间位移角超过1/500时,结构的状态为弹性状态,剪力墙则处于弹塑性的阶段。通过对国内外型钢混凝土结构的抗震性能的研究,SRC柱的弹性极限层间转角是1/250,屈服极限层间转角是1/120,极限状态层间位移角是1/30。因此,对于“使用功能连续”、“保证人身安全”和“倒塌”性能水平,火力发电厂主厂房结构的结构层间位移角极限值可取为1/250、1/120和1/50。
3结语
综上所述,火力发电厂主厂房结构规划中,抗震性能是最关键的,结合主厂房结构在地震中的风险表现,全面的落实抗震设计,维护主厂房结构的性能,规避潜在的地震风险。火力发电厂主厂房结构的抗震设计,要注重安全与稳定性,经过抗震设计后规避主厂房结构的风险,为火力发电厂的机组设备提供优质的厂房结构,完善主厂房结构的使用环境满足火力发电厂的运行需求。
参考文献:
[1]魏灿.火力发电厂钢结构铰接支撑框架主厂房动力分析[D].东北电力大学,2016.
[2]肖元清.分析火力发电厂主厂房结构抗震性能[J].低碳世界,2016,13:12-13.
[3]蒙胜柱.火力发电厂主厂房结构抗震设计分析与研究[J].现代工业经济和信息化,2016,11:20-21.
[4]郑晓梅.浅议火力发电厂主厂房结构抗震设计要点[J].民营科技,2016,08:152.
论文作者:张荣耀1,柳叙聪2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/24
标签:结构论文; 厂房论文; 厂主论文; 火力发电论文; 火力发电厂论文; 位移论文; 汽机论文; 《基层建设》2017年第32期论文;