火電廠鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)地震失效模式研究.pdf

1、火電廠框排架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度在空間分布上嚴(yán)重不均勻,且整體性差,薄弱環(huán)節(jié)多,從而導(dǎo)致其抗震性能較差。而作為重要的生命線工程,必須要求框排架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能,因此,為了減輕地震對(duì)該類結(jié)構(gòu)造成的不利影響,并保證其正常工作,研究框排架結(jié)構(gòu)的失效模式,并對(duì)其進(jìn)行性能改善具有十分重要的意義。
　　基于包含汽機(jī)房、除氧間、煤倉間三列式且端部帶剪力墻的框排架結(jié)構(gòu)體系,本文采用SAP2000建立框排架主廠房結(jié)構(gòu)有限元分析模型,對(duì)其進(jìn)行Pus

2、 ho ver分析,繪制 Pus ho ver曲線,根據(jù)失效準(zhǔn)則得出結(jié)構(gòu)失效模式,并通過研究失效模式得到結(jié)構(gòu)的失效路徑和薄弱環(huán)節(jié),在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)和改善,最后通過彈塑性時(shí)程分析對(duì)改善前后結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,得到以下主要結(jié)論:
　　(1)結(jié)構(gòu)第一振型為橫向平動(dòng),第二振型即出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)為主的第一周期比值為74.6％,且各階振型均有一定的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
　　(2)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行Pus ho ver分析,根據(jù)結(jié)構(gòu)

3、失效準(zhǔn)則判別失效模式,通過對(duì)比分析各工況下的失效模式,探討結(jié)構(gòu)最弱失效模式,研究結(jié)構(gòu)最弱失效模式下結(jié)構(gòu)梁柱單元的失效路徑和薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)在發(fā)生破壞時(shí),結(jié)構(gòu)的底部大平臺(tái)平臺(tái)柱間和除氧層、煤斗層破壞最為嚴(yán)重,為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),其梁柱破壞模式可歸結(jié)為梁柱鉸混合模式。在各榀橫向框排架中,以邊榀1號(hào)軸線橫向框排架結(jié)構(gòu)破壞相對(duì)更嚴(yán)重。
　　(3)依美國ATC-40的能量譜法對(duì)7度罕遇和8度罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評(píng)價(jià),其結(jié)構(gòu)

4、抗震性能點(diǎn)對(duì)應(yīng)的層間位移角均未超過規(guī)范規(guī)定的層間位移角限值。
　　(4)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞最為嚴(yán)重的3榀橫向框排架結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,通過Pushover方法對(duì)比分析各改善方案。研究表明,在綜合考慮各改善方案對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的改善效果、結(jié)構(gòu)的工藝要求、施工的難易程度與可操作性的基礎(chǔ)上,本文建議僅對(duì)破壞最嚴(yán)重的邊榀1號(hào)軸線橫向框排架結(jié)構(gòu)的底部大平臺(tái)平臺(tái)柱間和除氧層、煤斗層進(jìn)行改善,即可達(dá)到相對(duì)較好的改善效果。
　　(5)對(duì)原結(jié)構(gòu)和改

5、善后結(jié)構(gòu)分別輸入加速度峰值為100ga l、220 ga l、400 ga l、510ga l的地震波分別進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析,采用最大層間位移角作為抗震性能指標(biāo),分別對(duì)比分析其抗震性能。結(jié)果表明,在相同地震波作用下,方案3隨著地震波加速度峰值的增大,改善效果越差;在相同加速度峰值作用下,從4個(gè)地震波對(duì)方案3改善效果的最大值和最小值來看,方案3的改善效果在7度設(shè)防(100ga l)下最大值和最小值差值最大,而在8度罕遇(510ga l)下