火力发电厂主厂房结构抗震设计要点.pdf
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1、60STONE2023No.9STONE石材建筑设计STONE火力发电厂主厂房结构抗震设计要点邓玉哲(国能九江发电有限公司,江西九江332 0 0 0)一、火力发电厂的主厂房结构在抗震设计方面需注意的问题(一)合理选择主厂房的抗震建设场地在建设火力发电厂的过程中,必须有效选择主厂房的建设场地,从而保证主厂房的结构有着良好的抗震能力。如果相关设计人员忽视要求,随意选择建设场地,那么主厂房在抗震方面的性能将难以得到保证,整个火力发电厂的抗震能力将会被削弱。在发生地震之后,地表等位置会出现明显的错动,因此在不同地质结构上的建筑物,在受到同样的地震影响以后,所遭受的损坏程度各不相同。由此可见,火力发电
2、厂的主厂房不得在土质松软、地质条件不稳定的区域内部建设。需要注意一点,如果在主厂房选址的时候,出现难以避开地质条件不稳定场所的情况,则需要适当地进行改造,以保证其可以满足基础性的抗震要求(二)谨慎选择主厂房的建设结构体系要想保证火力发电厂具备较强的抗震性能,需要合理地选择主厂房的土建结构,具体应当从以下几个方面入手:(1)抗震设计方案必须具备全面性,个别的主厂房建筑结构不能对整体抗震性能产生不利影响,在设计主厂房结构的时候,需要保证一定的赘余度,即使有部分建筑物在地震影响下出现损坏,也不会削弱主厂房整体的抗震性能。(2)明确地震发生时产生的力量,设计地震传递路径,绘制相应的计算图,在设计过程中
3、,需要考虑到垂直中立的荷载量,并保证压力可以在水平的方向保持均匀,如果其结构为转换类型,就需要重点建设上部结构,设计出可以转换两次以上的荷载力。(3)相关设计人员必须设计出刚度、强度都满足要求的主厂房结构,使所有构件不同部位的刚度与强度能够被均匀分配,避免出现个别部件缺乏应有支撑力的情况,从而使主厂房的结构质量得到应有的保障。二、主厂房结构的抗震设计案例分析(一)火力发电厂主厂房被地震破坏的情况我国某火力发电厂的主厂房在汶川地震之中出现损坏,其位置为实际地震烈度为8 度的场所之内,该火力发电厂主厂房的设计抗震强度最高为7 度,基本地震加速度0.10 g,抗震措施设防烈度7 度。汶川地震发生之后
4、,主厂房承受了高于自身防震设计烈度的地震,虽然其建筑外部有一定的损坏,但是主厂房的主要结构并未塌,使得火力发电厂损失较小。不难看出,该火力发电厂虽然遭遇高烈度地震,但是其主厂房有着良好的抗震设计,地震并未使其遭遇重大损失,整体符合“大震不倒”的设计原则。(二)主厂房的设计细节其一,汽机房屋面钢网架。主厂房的汽机房屋面钢网架利用正放四角锥作为单元,起到支撑房柱与牛腿的作用。该主厂房所用钢网架结构在遭遇地震之后出现明显的塌,是因为地震产生了竖向的地震作用,导致钢网架杆件的内力变号,在结构单元内部有大量杆件失效,引发整体结构丧失稳定性的问题,同时由于地震扭转了主厂房的主体结构,网架支座的过渡板连接螺
5、栓被拔出或剪断破坏,导致该结构整体垮塌 2 。其二,牛腿。位于支承运转层平台的牛腿出现了明显的斜向裂纹,部分牛腿外部的混凝土出现脱落现象,导致混凝土所包裹的钢筋外露。由于受到强震影响,运转层平台与主厂房的框架之间出现了明显的水平错动,由于运转层平台梁与支承牛腿的交接面存在摩擦力,使牛腿出现混凝土脱落、裂隙问题。其三,主厂房的框架梁以及框架柱。主厂房的框石材2023年9 期61SHICAI建筑设计材架柱遭遇损坏,且损坏程度有所不同。部分框架柱在遭遇地震以后,钢筋混凝土的保护层出现了大面积脱落现象,纵向钢筋与箍筋全部暴露在外,混凝土被剪切力破坏。结构单元的端部和角部的框架柱,其受到破坏的程度最为严
6、重,部分框架的纵梁存在塑性铰,其他部位框架的衡量则出现斜裂缝。之所以出现上述问题,是因为受到水平地震带来的作用力,其结构被剪切以及扭转,底层框架柱遭受最大的地震力剪力,因此底层框架柱被严重破坏。其四,主厂房楼梯。该部位的折板式梯板出现明显的折断现象,地震产生的水平作用导致两端的支承梯板,出现了不同方向和大小的梁变形问题。在经过观察之后发现,主厂房内部出现弯折的梯板的整体刚度较小,由于出现剪力,导致转折位置的折断十分明显。其五,填充墙。主厂房围护填充墙的破坏面呈现出X形状,其原因是主厂房的围护材质主要为砖块,由于受到水平地震力的影响,主厂房填充墙的结构处发生了两个方向的水平变形,建筑砌体受到框架
7、梁柱两个方向变形的挤压,出现剪压式破坏 3。其六,运行设备以及相关基础。主厂房之中的设备出现了与基础脱离的情况,设备的地脚螺栓出现剪断以及拔出问题。任何具备重力荷载的运行设备,都会受到地震力带来的作用,部分运行设备的地脚螺栓受到了竖向的地震力,所以从二次灌浆的螺栓孔中拔出。而部分螺栓受到水平的地震力,由于出现了水平剪力,导致运行设备与基础之间被剪断,从而使部分运行设备脱离基础,或者直接倾倒。三、火力发电厂的主厂房结构抗震需注意的要点(一)汽机房的结构设计在设计汽机房的时候,会选择运用两种屋面结构,即钢屋架与钢网架两种。钢屋架有着十分明显的优势,该结构的传力体系相对简单,可以受到多个方向的力带来
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