基于主子系统耦合效应的直接空冷结构体系抗震性能研究

直接空冷结构体系是火力发电厂随着空冷工艺出现而形成的一类特殊工业建筑,设备对结构动力特性影响显著。取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El-Centro波对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了动力特性参数及动力反应。分析结构自振频率与阻尼比变化、变形性能、滞回性能和破坏模式等;给出骨架曲线及其特征点。采用SAP2000有限元程序进行数值计算,分析结果与试验结果基本吻合。研究表明扭转振动是直接空冷结构体系的主要振型,应该考虑振型耦合;直接空冷结构体系为单道防线体系,大震下结构系统进入非线性后,设备系统能够保持弹性工作状态,结构易形成柱铰破坏机制。

风向角对空冷结构体系风振系数影响的风洞试验研究

由于空气冷凝器支架结构头重脚轻,振动易表现为前3阶的耦合振动,其风振系数的理论推导方法已经超出了我国规范规定的前提条件,因此制作相应气的弹模型进行风洞试验,分析了空冷结构体系的风振系数随风向角变化的规律,为确保此类结构的安全提出:当风向与结构的刚度和质量对称轴平行时,建议风振系数值取2;结构布置时尽量避免结构质量和刚度对称轴与主风向成45°。

火电厂直接空冷结构体系抗震计算分析

火力发电厂直接空冷结构体系是随着空冷工艺出现而形成的新型工业建筑,结构组成及其受力性能复杂,其抗震计算分析是结构设计的关键问题。建立了直接空冷结构体系有限元计算模型,通过模态计算分析了结构的动力特性。按照抗震规范要求进行了单向地震作用反应谱分析和双向地震作用结构响应计算,并采用时程分析计算了结构的地震内力和变形。进行了非线性时程分析,分析了结构的破坏过程和破坏模式。抗震计算分析表明,直接空冷结构体系扭转效应突出,大震作用下易形成柱铰破坏机制。

工作荷载与地震作用下直接空冷结构体系模型试验研究

直接空冷结构体系是火力发电厂随着空冷工艺出现而形成的一类特殊工业建筑,结构体系及其受力性能复杂。取1/4子结构,模拟边界条件,按1:8缩尺比例制作模型进行风机扰力和地震作用下的试验研究。测试了结构的动力特性,结构与风机的共振点,结构在不同风机转速和风机开启状况下的幅频曲线以及结构构件的动应变。选择ElCentro波对模型进行拟动力试验。得到了结构的动力反应,分析了结构自振频率与阻尼比变化、变形性能、滞回性能和破坏模式等,给出了骨架曲线及其特征点。采用SAP2000有限元程序进行数值计算,分析结果与试验结果基本吻合。研究表明扭转振动是直接空冷结构体系的主要振型,应该考虑振型耦合;风机多点谐振激励引起的结构振动响应较小,风机低频运转对结构的影响大于高频运转对结构的影响。直接空冷结构体系为单道防线体系,大震下结构系统进入非线性后,设备系统能够保持弹性工作状态,结构易形成柱铰破坏机制。

基于主子系统耦合效应的直接空冷结构体系振动特性研究

直接空冷结构体系中设备对结构的振动特性具有显著的影响。现场实测了4个直接空冷结构体系的振动特性,研究了风机扰力作用下的结构动力特性参数识别。制作了1/8缩尺比的模型进行试验研究,测试结构动力特性、结构与风机共振点以及结构在风机不同工作状况下的幅频曲线与构件动应变。进行了模态分析和稳态分析,计算结果与测试结果基本吻合。研究结果可为全面了解直接空冷结构体系中结构与设备的共同作用及振动特性提供重要依据。

新型空冷支架结构体系抗震性能的理论分析

随着火电厂大容量机组的出现,传统钢桁架+钢筋混凝土管柱形式的空冷支架结构已不能满足结构性能要求,实际工程中出现了钢斜撑+钢桁架+钢筋混凝土管柱的新型空冷支架结构体系。以三边悬挑新型空冷支架结构体系为例,建立SAP2000有限元模型分析其动力特性,并与传统结构体系进行了对比;通过反应谱及弹性时程分析,对比了地震作用计算结果的差异;建立ABAQUS弹塑性有限元模型,分析了不同强度地震动输入下结构的整体变形性能及管柱变形性能。本文可为新型空冷支架结构体系在工程中的应用提供理论参考。

温度作用下空气冷凝汽器支架结构体系研究

利用大型通用软件ANSYS对空冷凝汽器支架结构在温度荷载作用下对其整个结构进行了全尺度模拟,并分析了温度作用和恒荷载、活荷载、雪荷载和风荷载作用的组合效应。通过对基底反力在组合后的比较,讨论温度作用对空气冷凝器支架结构体系的影响。

铅芯橡胶隔震支座在空冷支架结构中的应用可行性研究

空冷凝汽器支架结构是一种新型的火电厂结构体系,该体系由钢筋混凝土管柱和上部钢桁架组成,质量和刚度沿竖向分布严重不均,抗震措施单一。该类结构体系与电厂能否正常运作关系紧密,若震后结构发生破坏会引起极大危害。为提高该类结构的抗震能力,本文在钢桁架和管柱连接处加设铅芯橡胶隔震支座。采用SAP2000分析软件,验证了隔震支座的可行性,并进行8度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了强震作用下钢桁架与管柱的加速度、隔震支座的变形及受力、管柱的塑性发展状况。研究结果表明:隔震支座在地震发生时能够充分发挥作用,减震效果良好;在保证柱子本身安全的前提下,采取隔震支座后的柱顶水平剪力较普通结构明显变小;上部钢桁架整体加速度值减小,这对上部布置大量设备的空冷支架结构体系是有利的,能够满足高烈度区大容量机组的抗震要求。

1000MW带伞撑空冷支架结构动力特性试验研究与有限元分析

结合模型试验及有限元分析,研究了带伞撑空冷支架结构的动力特性。首先选取原型结构的1/4,并按照1/8缩尺比制作试验模型,采用锤击法获得模型结构的动力特性参数;然后采用ABAQUS有限元软件建立了模型结构计算模型,结果表明计算值与实测结果吻合较好,说明有限元建模方法比较合理;接着,建立了原型结构的有限元模型,进行了动力特性计算,分析了引起结构扭转效应严重的原因,并提出了考虑扭转效应的设计建议;最后,结合模型拟动力试验研究,分析了结构基本周期与阻尼的变化规律。研究结果可为推广应用带伞撑的新型空冷支架结构体系提供基础研究资料。

1000MW空冷支架结构动力特性分析

为了了解和掌握空冷支架结构体系的动力特性,分别建立1000MW传统体系的常用布置形式(无悬挑、两边悬挑、三边悬挑、四边悬挑)和带斜撑新体系四边悬挑模型并对其进行分析,分析结果显示空冷支架结构扭转效应明显。对比两种体系分析结果可得,带斜撑新体系有效的提高了结构刚度。

高烈度区1000MW机组带支撑空冷支架结构体系研究

传统空冷支架结构体系一般选用钢筋混凝土支架+钢桁架平台混合结构体系,并在已运行的很多600MW机组电厂中应用.在1000MW空冷机组中,由于钢桁架平台高度增加、面积增大、荷载增加,使得原有的常规结构体系在高烈度地震区难以满足结构性能的要求.针对此种情况,提出了新型结构体系"钢筋混凝土管柱+钢斜撑+钢桁架"形式,并分别对传统的钢筋混凝土支架+钢桁架平台结构体系和新型结构体系进行计算分析,研究新型结构体系的抗震性能,以满足1000MW空冷机组的安全性和设计要求.

空间钢桁架-伞撑空冷支架结构体系抗震性能研究

为研究空间钢桁架-伞撑空冷支架结构体系的抗震性能,选取轴对称原型结构的1/4,制作1/8缩尺比的试验模型,进行拟动力试验与拟静力试验,分析结构的裂缝开展过程、刚度退化、滞回曲线、骨架曲线以及滞回耗能。采用ABAQUS有限元分析软件对试验模型结构进行非线性地震响应分析,将计算得到的结构位移反应时程曲线及包络曲线与试验结果进行对比,验证了建模方法的合理性。建立原型结构的有限元分析模型,分析结构在不同强度地震作用下的基底剪力时程曲线、位移反应包络曲线以及管柱的损伤演化过程。试验与有限元分析结果表明:空间钢桁架-伞撑空冷支架结构的刚度退化较为缓慢,且在罕遇地震作用下具有较大的剩余刚度;滞回曲线比较饱满,在罕遇地震作用下滞回耗能相对于设防地震作用增幅较大,结构耗能能力较强;骨架曲线比较平缓,无明显拐点,结构在屈服后荷载无明显下降;位移角及结构损伤演化分析表明其变形能力较强,能够满足高烈度地区百万千瓦机组火电厂的抗震设防需求。

考虑设备使用安全性的空冷支架结构体系基于位移的抗震设计方法研究

现有的空冷支架结构抗震设计方法没有明确考虑设备在地震中的使用安全性,不符合"投资效益"准则。通过空冷支架结构的抗震性能试验研究,给出适合该类结构-设备耦合体系在地震作用下的性能水平,提出考虑设备使用安全性的空冷支架结构抗震性能目标量化值,并建立一种适用于该类结构体系的基于位移的抗震设计方法和步骤。最后,以某1 000 MW空冷支架结构为例进行基于位移的抗震设计,并采用非线性动力时程分析对提出的基于位移的设计方法进行验证。结果表明,提出的基于位移的抗震设计方法较为合理。

冷凝器特性参数对空冷支架结构抗震性能的影响研究

针对某工程空冷混合支架结构体系,建立有限元模型,先对比分析冷凝器作为结构一部分和作为设备荷载两种极端情况下结构的抗震性能,然后再分析冷凝器特性参数变化时空冷支架结构体系的动力特性和抗震性能.结合以往的研究成果确定冷凝器的特性参数在何种情况下与真实的结构特性更吻合,最终确定冷凝器特性参数.为空冷支架结构设计特别是A型架的结构设计提供参考依据.

钢斜撑+钢桁架+钢筋混凝土管柱竖向混合结构抗震性能试验研究

传统钢桁架+钢筋混凝土管柱形式的空冷支架结构体系在地震高烈度区已不能满足百万千瓦机组火电厂对结构使用性能的要求。该文提出钢斜撑+钢桁架+钢筋混凝土管柱的新型空冷支架结构体系,并对其抗震性能进行试验研究。选取原型结构的1/4,并按照1/8缩尺比制作试验模型,进行动力特性测试、拟动力试验与拟静力试验,探讨该结构体系的滞回性能、变形性能以及破坏模式等。结果表明:钢斜撑+钢桁架+钢筋混凝土管柱空冷支架结构体系的荷载-位移滞回曲线饱满,结构的耗能能力与变形能力较强,能够满足高烈度区大容量机组的抗震要求。