高清PDF《大型火电主厂房钢框排架结构抗震性能与设计方法》薛建阳 2014年.pdf

大型火电主厂房钢框排架 结构抗震性能与设计方法 薛建阳刘祖强梁炯丰彭修宁著 斜学出版社 北京 前言 电力工业作为国家经济的命脉产业，对国家的经济发展乃至社会稳定起到十 分关键的作用，发展电力工业是国家“十一五”发展规划和2020年远景发展目标的 重点.火力发电作为电力工业的核心，一直受到国家的高度重视.为达到环保、节 能和减排的目的，国家有关部门对火电厂采取“上大压小”的政策，1000MW机组 的大型火电厂已经成为目前建设的主流. 随着单机容量的不断增大，在高烈度区火电主厂房中采用传统的钢筋混凝土 框排架结构已不大适合.因此，大型火电主厂房中必须采用更为合理的结构体系， 才能既满足生产工艺的需求，又满足结构刚度及承载力的要求. 由于钢结构的自重轻、机械化施工程度高、抗震性能优越，钢框排架结构体系 成为高抗震烈度区大型火电主厂房结构的首选.我国已经将钢框排架结构体系应 用于1000MW机组大型火电主厂房，如安徽铜陵发电厂、江苏泰州发电厂等.但 由于火电主厂房结构自身特殊的工艺要求，其结构形式存在先天的不足，如结构的 质量和刚度分布不均匀、构件截面尺寸过大、异型节点普遍存在等问题，导致对已 有结构性能的认识仍存在盲区，结构设计只能凭借经验进行，这些对结构的抗震均 会产生不利的影响.因此，对大型火电主厂房钢框排架结构的研究势在必行，以弥 补该研究领域的空白，为这一特殊结构体系的设计应用提供理论依据和技术支撑. 本书作者及其课题组于2009年对6个大型火电主厂房钢异型节点进行了低 周反复加载试验，获得了该类型节点的破坏形态和抗震性能指标，揭示了节点核心 区的受力机理，从理论和实际应用的角度提出了节点抗剪承载力计算公式，并采用 ABAQUS软件对节点的受力性能进行了有限元模拟.在此基础上，于2011年对 1大型火电主厂房钢框排架平面模型进行了拟动力试验及拟静力试验，揭示了 该结构的破坏形态和破坏机制，获得了其加速度、位移等地震反应及滞回性能、延 性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标.在试验研究的基础上，采用MIDAS/ GEN软件对大型火电主厂房钢框排架空间模型进行了弹性时程分析、弹塑性时程 分析和静力弹塑性分析，研究了结构的地震反应、破坏准则、薄弱部位、塑性铰的出 现和发展规律、框架与排架的协同工作等受力性能；提出了大型火电主厂房钢框排 架结构的抗震性能水平和性能目标，给出了结构对应不同性能水平的层间位移角 限值，并将基于位移的抗震设计理论应用于大型火电主厂房钢框排架结构，给出了 具体设计步骤；利用ANSYS软件，以构件截面尺寸为设计变量，对大型火电主厂 房钢框排架结构进行了优化设计，在保证结构抗震能力的前提下获得了较大的经 ii 大型火电主厂房钢框排架结构抗震性能与设计方法 济效益.我们进行上述研究工作，以期为完善大型火电主厂房钢框排架结构的设 计理论、推广其工程应用尽一点微薄之力. 本书由薛建阳、刘祖强、梁炯丰、彭修宁执笔撰写.作者的研究生胡宗波、史 祝、温永强、茅荣华、陈俭勇、易孝强等在试验及理论分析过程中做了大量工作.本 书的研究工作得到中国博士后科学基金(20080440814)、教育部“创新团队发展计 划”(IRT13089)、陕西省重点科技创新团队发展计划(2014KCT-31)、西安建筑科 技大学创新团队发展计划，以及广西电力工业勘察设计研究院的资助和支持，在此 一并表示衷心感谢. 限于作者水平，书中难免存在不足与不妥之处，同时书中部分内容有一定的探 索性质，敬请广大读者批评指正. ...