黄庆华[1]2003年在《大型火电厂主厂房纵向框架—消能支撑结构抗震性能研究》文中研究说明本次试验研究以某大型火电厂钢筋混凝土结构主厂房纵向框架—抗震支撑结构体系为原型，以伪静力联机加载模型试验和静力弹塑性有限元分析为基础，研究了大型火电厂钢筋混凝土结构主厂房纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系的抗震性能问题。主要内容有：1)铅挤压消能器的变形能力和消能能力及其相应的恢复力本构模型；2)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系在地震作用下的破坏全过程、抗震破坏机理、主要受力特点及其相应的内力分布和转移规律；3)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系在地震作用下的薄弱环节与薄弱部位；4)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系中框架与消能支撑(抗震支撑)之间的共同工作以及地震作用在框架和消能支撑(抗震支撑)之间的主要分配规律；5)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系的整体变形特点及其各构件的局部变形特点；6)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系的承载力、延性和滞回性能以及框架与消能支撑(抗震支撑)之间的消能能力分布规律；7)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑结构体系的优化设计问题；8)原型结构的抗震承载力和变形能力分析；9)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑(抗震支撑)结构体系的抗震设计方法及其相应的抗震构造措施；10)钢筋混凝土纵向框架—消能支撑结构体系与普通抗震支撑结构体系抗震性能的比较等，提出了一些新的抗震设计理论和方法，得出了许多有新意的结论和概念，为我国抗震设计规范的修订与完善提供了理论和试验验依据。
曹照平[2]2003年在《大型火电厂主厂房纵向框架—减震支撑结构抗震性能试验研究》文中提出本次试验研究以某大型火电厂钢筋混凝土结构主厂房纵向框架-抗震支撑结构体系为原型，以伪静力联机加载模型试验和静力弹塑性有限元分析为基础，研究了大型火电厂钢筋混凝土结构主厂房纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系的抗震性能问题。主要内容有：1)铅挤压减震器的变形能力和减震能力及其相应的恢复力本构模型；2)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系在地震作用下的破坏全过程、抗震破坏机理、主要受力特点及其相应的内力分布和转移规律；3)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系在地震作用下的薄弱环节与薄弱部位；4)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系中框架与减震支撑(抗震支撑)之间的共同工作以及地震作用在框架和减震支撑(抗震支撑)之间的主要分配规律；5)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系的整体变形特点及其各构件的局部变形特点；6)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系的承载能力、延性和滞回性能以及框架与减震支撑(抗震支撑)之间的减震能力分布规律；7)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑结构体系的优化设计问题；8)原型结构的抗震承载力和变形能力分析；9)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑(抗震支撑)结构体系的抗震设计方法及其相应的抗震构造措施；10)钢筋混凝土纵向框架-减震支撑结构体系与普通抗震支撑结构体系抗震性能的比较等，提出了一些新的抗震设计理念和方法，得出了许多有新意的结论和概念，为我国抗震设计规范的修订与完善提供了理论和试验依据。
梁炯丰[3]2013年在《大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能及设计方法研究》文中指出在我国，火电厂主体结构常采用钢筋混凝土框排架结构，而随着电厂单机容量的不断增大，主厂房的高度和跨度随之增加，具有布置灵活、自重轻、强度高、施工快、抗震性能好等优点的钢结构，成为了中国大型火电厂主厂房的主要结构形式，尤其成为在抗震设防区建造大型火电厂的首选形式。课题组前期已经研究了大型火电厂钢结构异型节点受力性能，为了揭示大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能，建立其相对应的设计方法，本文进行了系统研究。设计了1榀缩尺比为1/10叁跨五层的钢框排架模型，通过对其进行拟动力试验，研究其在预估地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回特性、刚度和耗能性能。研究结果表明：钢框排架结构延性相对较好，具有较强的塑性变形能力。模型结构在叁种地震波(El Centro波、Taft波、兰州人工波)的多遇地震以及ElCentro波的罕遇地震作用下，层间位移角均满足我国现行规范要求。钢框排架结构体系可满足8度设防要求，具有良好抗震性能。在拟动力试验结束后，又对该榀钢框排架结构进行了拟静力试验，观测了框排架的破坏形态，得到了试件的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线，分析了钢框排架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能。结果表明：钢框排架结构的破坏机制为先梁端后柱端出现塑性铰的混合破坏机制，滞回曲线较饱满，整体位移延性系数大于4.0，等效黏滞阻尼系数达到0.185。钢框排架结构体系总体上表现出良好的抗震能力，适合高烈度抗震设防区采用。模型结构的层间位移角在底层和第二层较大，为薄弱层;煤斗梁地震反应较强，设计时要特别注意。采用有限元软件Sap2000对平面钢框排架结构进行了时程分析，计算结果与试验结果符合较好。根据计算结果，对钢框排架结构的变形性能进行了分析，明确了大震作用下塑性铰的出现次序和发展规律，研究了错层对结构性能的影响和框架、排架之间的协同工作情况。采用有限元软件Midas/gen对钢框排架整体厂房进行了弹性时程分析、弹塑性时程分析、静力弹塑性分析，研究了主厂房的变形能力、薄弱部位、受力机理及其破坏机制。计算结果表明：钢框排架延性相对较好，具有较强的塑性变形能力和抗震能力。主厂房横向框排架和纵向框架—支撑结构存在较多的薄弱部位；煤斗梁刚度超强，要特别注意柱截面的选取，结构计算分析应采用考虑扭转效应的空间模型。参考国内外规范相关规定，将钢框排架结构的性能水平划分为正常使用、基本使用、生命安全和接近倒塌四个等级，并结合地震设防水准，给出了钢框排架结构的抗震性能目标。在钢框排架结构抗震性能试验研究的基础上，提出了钢框排架对应四个性能水平的层间位移角限值。给出了基于位移的设计方法在主厂房钢框排架结构设计中的设计步骤，并以一工程实例详细说明了钢框排架结构基于位移的设计过程。提出根据结构损伤期望对钢框排架结构进行抗震优化设计，并建立了钢框排架结构抗震优化设计的数学模型，给出了其优化设计步骤。基于ANSYS软件的二次开发平台，采用APDL语言编制了钢框排架结构抗震优化设计程序，并采取该程序对一工程实例进行抗震设计优化，验证了所采用的优化思路和方法的可行性。在试验研究和理论分析基础上，结合火电厂特点和多高层钢结构设计方法，提出了钢框排架主厂房的抗震设计建议，可为工程应用提供参考。
申兆武[4]2004年在《大型火电厂主厂房纵向带边框柱剪力墙抗震性能研究》文中研究指明本文以某大型火电厂主厂房纵向框架一剪力墙结构为原型，通过模型试验和有限元分析，研究了纵向带边框柱中高剪力墙结构的抗震性能问题，主要内容有： 选用1／15缩尺比把某大型火电厂主厂房纵向带边框柱剪力墙原型结构模拟为一个模型结构，并进行了伪静力试验，研究了这类纵向带边框柱中高剪力墙结构的开裂与破坏过程、骨架曲线、刚度退化、延性性能等问题，试验滞回曲线饱满，消能能力强，说明此类中高剪力墙的抗震性能较好。试验承载力验证了《高层规程》提供的公式安全储备较小，宜进行加强。而后提出了用变系数的方法，计算结构在不同受力阶段位移的简化实用公式。 首先选用分层组合式有限元方法利用数值方法分析剪力墙结构的承载力、位移、延性性能、破坏形态、塑性铰等问题。所得结果同试验吻合较好。其次采用ANSYS中的结构计算模块，用SOLID65单元分析了剪力墙模型结构，得到了承载力、变形、裂缝的发生发展以及结构的应变和破坏形态等结果。再次采用宏观有限元方法分析了模型结构的承载力、位移、破坏形式等问题。对比试验与计算结果，表明叁种有限元方法分析中高剪力墙精度均较好，可以在中高剪力墙结构分析中应用。 研究结果表明，纵向带边框柱中高剪力墙结构的抗震性能较好，能够在大型火电厂中应用。此外，文中还提出了一些这类结构抗震设计与构造建议。
康迎杰[5]2015年在《大型火电厂主厂房单跨框—排架结构抗震及减震控制研究》文中指出为了压缩建筑体积,火电厂主厂房布置模式由先前的常规叁列式(汽机房—除氧间—煤仓间)布置方案发展为两列式(汽机房—除氧间和煤仓间合并)布置方案形成单跨框-排架结构形式。新方案与传统布置方案相比结构整体高度增加了,在结构形式上减少了一跨框架,错层问题、异型节点问题有效避免,从这一点来看相对较好,但从一定程度上讲由于减少了一排抗侧力构件从而降低了结构的安全储备。受汶川地震的影响,以及新版抗规针对多层和高层单跨框架的使用提出了限定性的要求,故火电厂主厂房使用单跨框-排架RC结构时必须慎重。对该类单跨框-排架RC结构的抗震性能进行研究分析具有重要的理论意义及实用价值。首先,基于MATLAB开发SAP2000和ABAQUS的前处理及后处理的二次开发程序以解决在分析过程中遇到的繁琐重复的数据提取、保存及处理的问题。根据选取的单跨框-排架火电厂主厂房的结构特点采用SAP2000和ABAQUS有限元软件建立该类结构的有限元分析模型,进行结构的动力特性分析、地震作用反应谱分析及弹塑性时程分析,分析结构的受力特点、变形特征、破坏形式并判断结构的薄弱环节。依据分析结果,采用传统的加固方案(增大柱子截面尺寸、设置分散剪力墙)和被动减震耗能技术(设置防屈曲支撑、煤斗减震、梁间阻尼器)对结构进行改进,并对改进后的结构进行大震作用下的弹塑性分析,研究改进后的结构抗震性能。综上分析结果可以得到如下结论:单跨框-排架火电厂主厂房RC结构楼层质量刚度分布不均,受扭转影响较大;煤斗层的质量突出,刚度偏小,结构底层柱子轴压比较大,在弹塑性阶段煤斗层及底层构件损伤较严重,成为了结构的薄弱层;采用传统的加固方案可以减弱结构的损伤破坏,但加强了结构承受的地震作用;采用被动减震耗能技术巧妙的利用了主厂房的空间和工艺布置,显着的提高了结构的抗震性能。本文的研究成果为利用单跨框-排架结构形式的火电厂主厂房和改善其抗震性能提供了一定参考。
常飞虎[6]2011年在《火电厂主厂房带支撑纵向框架结构弹塑性有限元分析》文中研究指明大型火电厂主厂房高度大、跨度大,纵向为框架结构,在框架柱之间加入消能支撑能更好的满足结构弹塑性和抗震要求。有学者对带支撑纵向框架结构进行了伪静力和拟动力加载试验研究,而用有限元理论对结构受力性能研究较少,对结构中如何确定支撑位置也未做过深入研究,本课题利用ANSYS软件对某电厂主厂房的简化模型进行弹塑性有限元分析。本文对边跨支撑结构、无支撑结构和中跨支撑结构进行有限元模拟,根据模拟计算的结果系统分析了该结构裂缝的发展过程及分布特点、滞回性能、延性、刚度、各层的侧移、钢支撑和消能器的受力情况等。研究表明:水平低周循环荷载作用下底层梁首先出现裂缝,随着荷载的增加柱底依次开裂;第一个塑性铰出现的位置在支撑跨的左端柱底,无支撑结构在右端边跨柱顶;结构的滞回曲线在屈服前为“梭”形,屈服后为“弓”形,有明显的刚度退化现象;加入边跨支撑对结构刚度的提高有很大作用,结构初始刚度提高172%,屈服刚度提高110%;边跨支撑的刚度比中跨支撑结构的刚度大,初始刚度大25%,屈服刚度大17%;结构的二、叁层间侧移较小且比较接近,底层侧移较大;消能支撑中的支撑杆所承担的水平剪力与消能器所承担的水平剪力近似,但各阶段两者的位移值相差较大,消能器的位移值大约是支撑杆的2至5倍;结构设置支撑与否和设置支撑在不同位置时受力性能不同。根据研究结果,本文提出了叁种结构的相对刚度与相对荷载关系式和结构支撑布置的设计建议,具有重要的理论意义和一定的工程应用价值。
刘瑞杰, 王社良, 惠宽堂, 赵歆冬[7]2004年在《铅挤压消能支撑框架模型结构抗震性能试验研究》文中进行了进一步梳理通过对一3层3跨相似比为1/8的带铅挤压消能器消能支撑框架模型结构的伪静力试验,研究了铅挤压消能支撑框架结构的破坏形态、屈服顺序和消能机理,并从延性和被动消能等方面综合评价了其抗震性能.结果表明,铅挤压消能支撑框架具有良好的抗震效果.
毛江涛[8]2011年在《带有消能支撑的大型火力发电厂房纵向框架地震反应分析》文中指出消能支撑框架作为一种新型的消能减震结构形式,不是采取传统的“强化”主体结构的抗震思路,而是在一跨或几跨框架柱间增设消能阻尼装置,通过消能支撑体系的非弹性变形以耗散地震能量,使结构地震反应得到大大的衰减,从而保证了主体结构在强震中的安全,因此消能支撑是一种安全可靠的结构减震体系。但到目前为止,对这类结构体系抗震性能的研究相对较少,尤其是对不同布置形式的消能支撑研究则更少,因此,对带有不同形式消能支撑的框架地震反应进行研究具有重要的意义。本文以某带有消能支撑的大型火电厂框架为研究对象,采用经验证的数值模拟方法分别对普通纯框架结构模型和X型、K型两个不同布置形式的消能支撑框架结构进行了分析,并深入的研究了其变形性能、塑性铰的出现位置及发展顺序、破坏过程及特征以及消能支撑结构的抗震性能。研究结果表明,在纯框架基础上增设消能支撑不仅能提高结构的抗侧移刚度,而且还能有效地改善结构在罕遇地震作用下的抗震性能;此外经过分析比较,可得X型支撑较K型支撑抗震性能良好;且本文模拟结论符合原试验结果规律,因此所用模拟方法可作为此类结构的一种合理可靠且数据可信的计算方法,可以对类似的问题进行研究分析。
陈华霆[9]2013年在《减震技术在发电厂主厂房结构中的应用研究》文中研究指明发电厂主厂房是重要的生命线工程，提高其抗震性能具有重要的意义。主厂房多采用钢筋混凝土框架结构，由于生产工艺要求，其整体结构布置复杂，且不规则，抗震性能较差。被动耗能减震技术在民用、公共建筑中已得到推广，但受于工业厂房的空间限制，还没能得到较好的利用。本文以此为出发点，研究了分布式阻尼减震、隅撑式阻尼减震和支撑式煤斗减震叁方面的内容，来解决工业厂房的空间限制问题。本文主要采用数值模拟的方法基于通用有限元软件ABAQUS平台对上述叁方面的内容进行了分析、研究，考虑到地震动的复杂性，结构在小、中震作用下考察了大量地震动输入工况，对地震响应进行了统计分析。由于ABAQUS软件在结构减震控制方面的模拟能力还不够强大，故自行开发了非线性粘滞阻尼器单元。本文主要内容分述如下：1.基于通用有限元软件ABAQUS，分别从用户材料和用户单元两个角度开发了非线性粘滞阻尼器FORTRAN子程序。通过与SAP2000不同速度指数的粘滞阻尼器地震响应对比，验证了所开发的用户子程序具有较高的计算精度。2.将耗能元件如低屈服点钢筋、摩擦套杆或小型阻尼器植入钢筋混凝土构件中，不占用结构空间，称之为分布式阻尼减震。本文首先对含阻尼钢筋的单个构件(梁、柱、剪力墙)进行了附加等效阻尼比分析，发现低屈服点钢筋能够在构件屈服前产生滞回耗能，提前发挥减震作用。然后通过3层Bechmark模型和工程实例的大震弹塑性分析，验证了低屈服点钢筋能够在构件层次增大构件阻尼，减小构件损伤，提高结构抗震性能。对于分布式摩擦套杆、分布式阻尼器同样可以达到类似低屈服点钢筋的减震效果，而且摩擦套杆更具优势。3.隅撑式阻尼减震将阻尼器布置在梁柱节点附近，对结构空间影响较小，它利用梁柱之间相对变形来耗能。本文通过单层单跨平面框架的理论分析和基于结构控制benchmark模型的数值模拟对隅撑式阻尼减震方案的可行性进行了研究，在设计合理的情况下可以达到与支撑式阻尼器相当的减震效果，并以工程实例考察了隅撑式阻尼器分别采用粘滞阻尼器和铅阻尼器的地震响应，发现：中震作用下粘滞阻尼器发挥的减震效果较好，而大震下铅阻尼器占优势。4.支撑式煤斗减震将传统煤斗与其支撑结构的固结点放松，用隔震橡胶垫来代替，并利用橡胶垫的水平位移驱动阻尼器耗能，这种减震体系兼具隔震、被动耗能、质量调频叁方面的作用。本文首先通过理论分析，考察了输入与结构频率比、结构与煤斗频率比、煤斗与结构质量比以及结构阻尼比、煤斗阻尼比等参数对结构减震效果的影响，并基于工程实例对煤斗质量变化、煤斗体系阻尼比、结构周期改变进行了进一步的分析、研究，得出的结论是：煤斗周期按弹性结构周期的1.5~2.5倍设计时，减震效果较好，此时阻尼比在0.7时就可以达到20%以上的减震效果。通过合理设计，支承式煤斗减震体系可以具有明显的的减震效果。
孙香红, 王社良, 苏叁庆, 朱军强[10]2006年在《大型火电厂纵向消能支撑框架结构1/8比例模型拟静力试验研究》文中研究表明对一6层7跨的大型火电厂主厂房纵向消能支撑框架体系1/8比例模型进行了拟静力地震反应试验,较详细介绍了模型的设计过程,介绍了水平加载和竖向加载情况及测试内容和方法,研究和比较了地震作用下叁种情况的破坏过程、塑性铰出现的顺序及滞回性能,计算了耗能系数.试验结果表明,消能支撑框架体系具有较好的抗震性能,耗能系数达到5.25,耗能效果优于普通框架.试验分析还表明,消能支撑框架模型结构的破坏主要集中在底层,即底层是模型结构的薄弱层.故建议在今后的研究和应用中,应对结构的刚度分布和消能支撑的性能分布进行优化,以使结构的塑性发展比较均衡,抗震性能更为优越.最后对这种模型结构的抗震性能进行了评价,并提出了设计建议.
参考文献：
[1]. 大型火电厂主厂房纵向框架—消能支撑结构抗震性能研究[D]. 黄庆华. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 大型火电厂主厂房纵向框架—减震支撑结构抗震性能试验研究[D]. 曹照平. 西安建筑科技大学. 2003
[3]. 大型火电厂钢结构主厂房框排架结构抗震性能及设计方法研究[D]. 梁炯丰. 西安建筑科技大学. 2013
[4]. 大型火电厂主厂房纵向带边框柱剪力墙抗震性能研究[D]. 申兆武. 西安建筑科技大学. 2004
[5]. 大型火电厂主厂房单跨框—排架结构抗震及减震控制研究[D]. 康迎杰. 北京工业大学. 2015
[6]. 火电厂主厂房带支撑纵向框架结构弹塑性有限元分析[D]. 常飞虎. 西安科技大学. 2011
[7]. 铅挤压消能支撑框架模型结构抗震性能试验研究[J]. 刘瑞杰, 王社良, 惠宽堂, 赵歆冬. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2004
[8]. 带有消能支撑的大型火力发电厂房纵向框架地震反应分析[D]. 毛江涛. 西安科技大学. 2011
[9]. 减震技术在发电厂主厂房结构中的应用研究[D]. 陈华霆. 北京工业大学. 2013
[10]. 大型火电厂纵向消能支撑框架结构1/8比例模型拟静力试验研究[J]. 孙香红, 王社良, 苏叁庆, 朱军强. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2006
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