火电厂SRC框架-RC少墙型框排架主厂房结构抗震性能与设计方法研究

我国实行"优化火电，"上大压小"，大力建设大容量、高参数机组"的火电政策。传统的大型混凝土主厂房由于设备、工艺的要求和限制，存在空间刚度小、水平二向刚度差别大、单向刚度不均匀、层高变化大、错层严重、柱轴压比超限等弊端，属于不规则的框排架结构，高烈度区抗震设计时不满足规范要求。本课题采用SRC框架-RC少墙型框排架作为大容量机组主厂房的承力体系，旨在提高结构的抗震性能、改变混凝土结构不能在高烈度区主厂房中应用的限制。通过模型结构拟动力试验，研究结构在强震作用下的内力分布规律、破坏机理和模式、变形和耗能及刚度退化规律、塑性铰分布和结构体系薄弱部位，并通过动力非线性地震反应时程分析验证。进行深梁型节点伪静力试验，研究其传力机理和破坏形态。最后建立该框排架结构的地震作用计算和抗震设计方法及构造措施。研究成果将为SRC框架-RC少墙型框排架主厂房结构在高烈度区的设计应用、完善行业规程内容提出建议。

我国实行“优化火电”，“上大压小”，“大力建设大容量、高参数机组”的火电政策。传统的大型混凝土主厂房由于设备、工艺的要求和限制，存在空间刚度小、水平二向刚度差别大、错层严重、轴压比超限等弊端，属于不规则的框排架结构，高烈度区抗震设计时不满足规范要求。.经现场调研，选取300MW、600MW、1000MW机组钢筋混凝土框排架结构、带端部剪力墙框排架结构和钢结构，对比分析后，在高烈度地区主厂房结构中，前两种结构体系不适用，而钢结构体系综合效益差，故提出了SRC框架-RC少墙型框排架主厂房混合结构体系，经大量分析研究，结合工艺要求设计该结构体系，并初步分析地震反应和子结构协同工作能力，获得SRC框架与RC剪力墙之间的刚度匹配和剪力分布规律。.基于分析结果，以1000MW机组1/7缩尺比SRC框架-RC少墙型框排架主厂房模型结构为对象，进行了动力特性测试，其一阶振型为横向平动，呈弯剪形，两主轴方向刚度相差不大，整体性较好，扭转效应较低。拟动力试验阶段，随地震动增大，结构刚度退化较平缓。拟静力试验结束，结构仍有较大残余刚度。中小震时结构滞回曲线基本呈“梭形”形状，外包骨架曲线无明显拐点，整体延性较好，具有更强的耗能能力。结构变形特征由弯剪型过渡为剪切型；小震时薄弱层在煤斗层位置，大震时移至运转层，但满足规范要求。煤斗层和除氧器大梁所在层延性系数较大，容易发生脆性破坏，抗震设计时应该给予加强。底部分散剪力墙起到了“第一道抗震防线”的作用，有效的减缓与降低了框架柱的损伤。主厂房整体模型损伤破坏表明，结构满足“小震不坏”与“大震不倒”抗震性能目标。进行了模型结构动力弹塑性时程分析，建立该框排架结构的地震作用计算和抗震设计方法及构造措施。.选新型结构体系的异型节点，设计并制作了1/5的模型构件，进行了拟静力试验研究：其破坏形态主要为柱端塑性铰破坏、粘结锚固破坏和核心区的压剪破坏；型钢混凝土节点延性大于钢筋混凝土节点；型钢梁提高其开裂荷载，箍筋可实现节点抗剪机理中的计算理论；翼缘墙可提高其抗裂度、承载力和刚度，减缓刚度退化，增加结构的耗能能力，防止节点脆性破坏；提出的节点受剪承载力计算公式，与现行规范协调，与试验结果吻合较好。.本项目关于主厂房框排架结构体系及关键构件的抗震设计计算方法及抗震构造技术为我国相关规范的修订提供基础资料和参考。