AP1000臨時(shí)頂蓋是核島建筑結(jié)構(gòu)中的重要防護(hù)結(jié)構(gòu),其在日常吊裝使用時(shí)的便捷性對(duì)吊裝施工的質(zhì)量和工期有著較大的影響,該結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能決定了對(duì)安全殼內(nèi)部的設(shè)備保護(hù)程度以及關(guān)乎核島的安全。改進(jìn)臨時(shí)頂蓋的結(jié)構(gòu),對(duì)降低可操作難度、提升安全防護(hù)性能、節(jié)約成本和縮短工期有著重要的意義。本文以應(yīng)用于AP1000核電站工程建設(shè)為目的,以AP1000臨時(shí)頂蓋為研究對(duì)象,針對(duì)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在桁架高度過(guò)高、開(kāi)口面積不足、抗風(fēng)載能力不足等問(wèn)題對(duì)頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),并采用有限元軟件ANSYS對(duì)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析,最后再采用擴(kuò)展后的滿應(yīng)力法完成對(duì)結(jié)構(gòu)桿件的截面優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)對(duì)連接桁架構(gòu)造、開(kāi)口部件、腹板空間桁架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),將頂部桁架高度由6220mm降低為3105mm以及開(kāi)口面積由210.6m~2拓寬到423.8m~2;為了便于運(yùn)輸和拆裝,將整體結(jié)構(gòu)分成了5個(gè)子模塊;根據(jù)頂蓋自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)吊裝的吊點(diǎn)布局進(jìn)行研究,對(duì)比分析2種方案的優(yōu)缺點(diǎn)后最終采用8個(gè)吊點(diǎn)的布局設(shè)計(jì)。(2)基于有限元軟件ANSYS分別建立吊裝、工作、非作業(yè)有限元模型,通過(guò)分析吊裝工況下的力學(xué)特性驗(yàn)證其吊裝方案的可行性;通過(guò)分析工作和非作業(yè)工況下頂蓋應(yīng)力大小、位移大小以及屈曲特征值,并對(duì)比分析5種工況下頂蓋對(duì)筒體應(yīng)力和應(yīng)變的影響,從而驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性。(3)將臨時(shí)頂蓋的所有組成桿件分成6組,采用拓展后的滿應(yīng)力法對(duì)桿件的截面積進(jìn)行迭代計(jì)算,在滿足應(yīng)力、位移以及穩(wěn)定性要求下完成對(duì)桿件截面優(yōu)化選型,經(jīng)過(guò)四次優(yōu)化后,頂蓋的總重由原來(lái)重86.1t降低為59.8t,其減少了31%的重量,從而進(jìn)一步降低了其對(duì)下筒體的影響以及節(jié)約成本。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM623;TU318
【部分圖文】：

上研究背景之下，中國(guó)核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司發(fā)起了“AP1000/應(yīng)堆廠房臨時(shí)頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及應(yīng)用”項(xiàng)目研究，中國(guó)核工司承接了該課題研究工作，并與南華大學(xué)一起開(kāi)展了對(duì)該課題化技術(shù)和開(kāi)頂法吊裝技術(shù)在 AP1000 核電技術(shù)中均是大量使模塊化技術(shù)主要目的是為了保證施工的質(zhì)量和縮短整體施工工模塊放在特定環(huán)境下同時(shí)開(kāi)展相應(yīng)工作來(lái)達(dá)到目的。模塊化技在廠房?jī)?nèi)進(jìn)行大量的施工操作，避免了在外界施工受到環(huán)境的了工作效率和保證了質(zhì)量。同樣模塊化技術(shù)也帶來(lái)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法在施工及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中其位移量的保障成為了難點(diǎn)。筒體內(nèi)大在反應(yīng)堆廠房環(huán)吊及穹頂就位前，利用廠房外的大吊車，將主后，越過(guò)安全殼筒體直接將設(shè)備、模塊垂直吊裝就位[7]。AP1子模塊及相應(yīng)的構(gòu)造見(jiàn)圖 1.1。

架改進(jìn)構(gòu)設(shè)計(jì)中有兩層環(huán)形連接桁架（因?yàn)榭紤]從筒體 1架高頂蓋。避免臨時(shí)頂蓋與內(nèi)部已安裝物項(xiàng)發(fā)生碰效果。究在反應(yīng)堆廠房 CV3 環(huán)的環(huán)軌梁做基礎(chǔ)，建造電部結(jié)構(gòu)物項(xiàng)目進(jìn)行成品保護(hù)。由于臨時(shí)頂蓋用于 3涉及與已安裝物項(xiàng)的碰撞。經(jīng)過(guò)分析，對(duì)連接桁架架，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)結(jié)構(gòu)型式及高度進(jìn)行修改設(shè)量降低高度，將臨時(shí)頂蓋頂部桁架鋼結(jié)構(gòu)重新建模的距離，減小弧形鋼架的高度，同時(shí)減低頂蓋立桿計(jì)拓寬了開(kāi)口面積，頂部桁架高度為 6220mm（見(jiàn)，在拓寬開(kāi)口面積的基礎(chǔ)上，重新建模，將頂部桁，結(jié)構(gòu)試圖見(jiàn)圖 2.3。其后期開(kāi)口圖見(jiàn)圖 2.4。

圖 2.3 二次修改視圖 圖 2.4 后期開(kāi)口Figure 2.3 Secondary modification view Figure 2.4 Late opening（2）頂部天窗設(shè)計(jì)改進(jìn)本文根據(jù)某設(shè)計(jì)要求 “天窗開(kāi)啟寬度應(yīng)不小于 16m，且可開(kāi)啟區(qū)域不小于00m2”，根據(jù)此要求需要開(kāi)啟區(qū)域?yàn)?16x25m=400m2，而在徐大堡科研結(jié)構(gòu)設(shè)中開(kāi)啟區(qū)域面積為 9x23.4m=210.6m2，原設(shè)計(jì)無(wú)法滿足現(xiàn)有設(shè)計(jì)需求，此處需進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，開(kāi)口面積可達(dá)到 402.966+20.9 = 423.8 ㎡（見(jiàn) 2.6）。
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本文編號(hào)：2891747