本文選題：不規(guī)則結(jié)構(gòu) + 火電廠框排架結(jié)構(gòu)�。� 參考：《西安建筑科技大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：由于結(jié)構(gòu)功能的需要和人們對于美感要求的日益增加，不規(guī)則結(jié)構(gòu)在實際工程設(shè)計與應(yīng)用中難以避免。理論研究與震害經(jīng)驗表明，建筑物的不規(guī)則會導(dǎo)致抗震性能的降低，有時甚至?xí)l(fā)生超出預(yù)期的震害。結(jié)構(gòu)的平扭耦聯(lián)現(xiàn)象與薄弱層的存在是不規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要體現(xiàn)形式。目前，對于不規(guī)則結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)規(guī)律研究開展十分廣泛并取得了一些有價值的成果，但是針對某些具有特殊功能與重要影響的建筑結(jié)構(gòu)有待更深一步研究。 火力發(fā)電在我國目前的電力能源結(jié)構(gòu)組成中占有重要地位，，并且在未來一段時期內(nèi)仍將占有相當大的比例�；痣姀S主廠房是電力生命線工程的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，為滿足生產(chǎn)工藝的要求，常常采用多層框架與單層排架相連而成的框排架結(jié)構(gòu)體系。由于設(shè)備種類繁多、運行參數(shù)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)整體布置不規(guī)則，質(zhì)量和剛度在空間分布不均勻，空間整體抗震性能較差。要使地震作用下電力設(shè)施能夠安全運行，保證電力正常供應(yīng)，就必須保證承載著火力發(fā)電核心設(shè)備的主廠房框排架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和可靠的結(jié)構(gòu)安全性。 本文以不規(guī)則結(jié)構(gòu)的研究為基礎(chǔ)，重點對火力發(fā)電廠主廠房框排架該類不規(guī)則結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)的分析與研究。研究成果為火電廠主廠房結(jié)構(gòu)抗震提供了基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，同時可以用于指導(dǎo)工程設(shè)計，對于減輕電力設(shè)施的震害影響具有重要意義。主要研究工作及獲取的成果包括以下幾個方面的內(nèi)容： （1）在理解現(xiàn)行抗震設(shè)計思路及抗扭設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，對引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的內(nèi)外因素進行探討。深入分析偶然扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的原因，給出了偶然偏心距的取值依據(jù)和指導(dǎo)性取值方案。總結(jié)各國對于不規(guī)則結(jié)構(gòu)的判斷標準，對比研究了國內(nèi)外抗扭計算分析方法與構(gòu)造措施的優(yōu)缺點。最后建立不規(guī)則結(jié)構(gòu)有限元分析模型對扭轉(zhuǎn)分析中主要涉及到的影響參數(shù)進行分析，指出各參數(shù)對于結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)分析的作用與影響規(guī)律。 （2）針對火電廠主廠房框排架結(jié)構(gòu)空間不規(guī)則的特點及設(shè)計與工程應(yīng)用中存在的問題，利用有限元程序建立三維空間分析模型探討整體結(jié)構(gòu)的受力性能。進行了不同結(jié)構(gòu)形式的框排架主廠房動力特性對比分析，從振型間的平扭耦聯(lián)作用程度與平扭周期比來總體把握結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)性能。以提出的SRC框架-RC少墻型框排架主廠房為研究對象，首先進行了彈性扭轉(zhuǎn)反應(yīng)規(guī)律及影響因素研究，考察了單、雙向地震和多維地震作用下結(jié)構(gòu)的受力、變形特征，給出了扭轉(zhuǎn)對于結(jié)構(gòu)在空間不同位置上的放大效應(yīng)影響系數(shù)并計算結(jié)構(gòu)平面和豎向不規(guī)則指標；其次研究了強震作用下結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段的扭轉(zhuǎn)地震反應(yīng)規(guī)律，對不同強度地震作用下結(jié)構(gòu)的塑性損傷發(fā)展及破壞過程進行了分析；最后給出了針對框排架結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計原則及抗扭控制措施。研究成果對掌握火電廠主廠房框排架結(jié)構(gòu)在多維地震作用下的地震反應(yīng)規(guī)律及扭轉(zhuǎn)性能提供了基礎(chǔ)依據(jù)。 （3）以SRC框架-RC少墻型框排架主廠房為研究對象，選取具有代表性的三榀子結(jié)構(gòu)進行縮尺比為1/7的模型擬動力試驗研究，分析了結(jié)構(gòu)的損傷破壞過程，剛度退化規(guī)律和變形能力，滯回性能和耗能能力等內(nèi)容。進行了基于損傷性能的異型節(jié)點試驗研究，揭示了損傷對異型節(jié)點抗震性能（強度、剛度、滯回耗能能力等）的影響，分析了異型節(jié)點的受力機理并給出了建議承載力計算公式。在整體結(jié)構(gòu)與構(gòu)件試驗和損傷分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗破壞過程及現(xiàn)象建立能夠全面反映此類結(jié)構(gòu)損傷特征的損傷模型，利用累積損傷數(shù)據(jù)計算結(jié)構(gòu)不同狀態(tài)下的損傷指數(shù)。 （4）對主廠房框排架結(jié)構(gòu)進行靜力彈塑性推覆（Pushover）分析與抗震性能評估研究。探討了Pushover方法對于不規(guī)則結(jié)構(gòu)的適用性，用于主廠房框排架結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮多維空間推覆及高階振型的影響。對結(jié)構(gòu)在不同加載模式下的能力曲線和破壞模式進行對比分析，考察了整體位移、層間位移角以及層間剪力分布與時程分析結(jié)果的差異，應(yīng)用多維MPA方法考慮高階振型的影響能有效彌補基本假設(shè)帶來的誤差。利用ATC40能力譜法和改進能力譜法對主廠房結(jié)構(gòu)進行抗震性能評估研究，對比分析了兩者在需求譜的構(gòu)造與性能點的確定等方面的優(yōu)缺點，給出主廠房結(jié)構(gòu)抗震性能評估過程與應(yīng)用建議。 （5）參考國內(nèi)外相關(guān)標準并結(jié)合工業(yè)主廠房結(jié)構(gòu)的特點，為火電廠框排架結(jié)構(gòu)劃分了五個性能水準并進行量化，研究給出了不同形式主廠房結(jié)構(gòu)與各個性能水準相對應(yīng)的性能指標取值建議以及自主控制選擇性能目標時所涉及的影響因素。對直接基于位移的抗震設(shè)計（DDBSD）方法在火電廠主廠房結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及關(guān)鍵問題進行研究，給出了單機容量600MW和1000MW電廠主廠房結(jié)構(gòu)在不同烈度區(qū)的選型建議。結(jié)合SRC框架-RC少墻型框排架主廠房進行了不同性能目標的設(shè)計與控制，算例分析表明，DDBSD方法應(yīng)用于主廠房結(jié)構(gòu)可以有效控制關(guān)鍵樓層的性能水準，自主控制結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，具有很強的實用性。綜合分析給出了火電廠主廠房結(jié)構(gòu)損傷性能水準、損傷指標范圍及變形參數(shù)之間的關(guān)系，為此類結(jié)構(gòu)抗震性能評估和加固、修復(fù)提供參考，同時為基于損傷性能的抗震設(shè)計提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)和內(nèi)容。
[Abstract]:Due to the need of structural function and the increasing demand for aesthetic feeling , irregular structure is difficult to avoid in practical engineering design and application . The theory research and seismic damage experience show that the irregular structure of the building can lead to the decrease of seismic performance , sometimes even beyond the expected earthquake damage .

Thermal power generation plays an important role in the composition of power energy structure in China , and will still occupy a considerable proportion in the future period . The main power house of thermal power plant is the basic support structure of electric lifeline engineering .

Based on the research of irregular structure , this paper focuses on the systematic analysis and research of the irregular structure of main power house frame of thermal power plant . The research results provide basic research data for earthquake resistance of main power house of thermal power plant , and can be used to guide the engineering design .

( 1 ) On the basis of understanding the existing seismic design concept and the anti - torsion design idea , the internal and external factors that cause structural torsional response are discussed . Based on the deep analysis of the causes of random torsion , the advantages and disadvantages of the analysis methods and structural measures are given . Finally , an irregular structure finite element analysis model is established to analyze the influence parameters which are mainly involved in the torsion analysis , and the effect and influence law of each parameter on the structural torsion analysis are pointed out .

( 2 ) According to the characteristics of the irregular structure and the problems existing in the design and engineering application of the frame structure of the main power house of the thermal power plant , the dynamic characteristics of the whole structure are discussed by using the finite element program to establish the three - dimensional space analysis model .
Secondly , the torsional seismic response law of the structure entering the elastic - plastic stage under the action of strong earthquakes is studied , and the plastic damage development and damage process of structures under different intensity earthquakes are analyzed .
Finally , the concept design principle and the anti - torsion control measures for frame - framed bent - frame structure are given . The research results provide the basis for grasping the seismic response law and torsional performance of the frame structure of main power plant frame in multi - dimensional earthquake .

( 3 ) Taking SRC frame - RC small - wall frame as the research object , selecting a representative three sub - structures to carry out a model pseudo - dynamic test study of the scale ratio of 1 / 7 , and analyzing the influence of the damage damage process , the stiffness degradation law , the deformation ability , the hysteretic performance and the energy consumption ability of the special - shaped node .

( 4 ) The analysis and seismic performance evaluation of the frame structure of the main power house are studied . The applicability of the pushover method to irregular structure is discussed . The influence of the multi - dimensional space pushing and the high - order modes is considered when the structure is used in the frame structure of the main power house .

( 5 ) Based on the characteristics of domestic and foreign related standards and combined with the characteristics of industrial main power house structure , five performance standards are divided into five performance standards for the frame structure of thermal power plant .

【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU352.11

【參考文獻】

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本文編號：1798770