土耳其某大型火力发电厂集控楼静力弹塑性分析

陈世玺 黄友强

(国核电力规划设计研究院,北京 100094)



土耳其某大型火力发电厂集控楼静力弹塑性分析

陈世玺 黄友强

(国核电力规划设计研究院,北京 100094)

采用有限元软件SAP2000，对土耳其某火力发电厂集控楼进行了静力弹塑性分析，研究了钢框架—中心支撑结构在罕遇地震下的受力性能，结果表明，在罕遇地震作用下结构及构件的各方面性能均满足抗震要求。

火力发电厂，集控楼，静力弹塑性分析，有限元软件

地震是危害人类生命财产的自然灾害之一，具有突发性强、难以预测的特点。地震不仅会造成巨大的人员伤亡和财产损失，还会引起严重的次生灾害[1]。土耳其某2×660 MW火力发电厂集控楼采用钢框架—中心支撑结构，位于高烈度区，地震区域为1区(与《建筑抗震设计规范》中的抗震设防9度区较接近)，建筑物场地类别为Z2类。由于火力发电厂较少建设在高烈度区，所以研究高烈度区钢框架—中心支撑结构集控楼在罕遇地震作用下的抗震性能显得尤为重要。

静力弹塑性分析也称Pushover分析方法，沿结构的高度施加按一定形式分布的模拟地震的等效侧力，并从小到大逐步增加侧力的强度，使结构由弹性工作状态逐步进入到塑性工作状态，最终达到并超过规定的弹塑性位移。这是目前较为实用的简化的弹塑性分析技术，相比于动力弹塑性分析，它更加节约了时间[2]。

1 土耳其抗震规范设计反应谱简介

《Turkish Seismic Code》[3]中给出了50年超越概率10%的设计反应谱曲线计算方法，详见式(1)，式(2)。

A(T)=A0IS(T)

(1)

(2)

其中，A(T)为谱加速度系数；A0为地面有效加速度系数；I为楼房建筑物重要性系数；S(T)为正规化的5%阻尼比的弹性设计加速度反应谱；α(T)为地震影响系数；R为结构行为系数。

A0取值方法见表1。

表1 地面有效加速度系数(A0)

S(T)取值方法见式(3)～式(5)及图1。

S(T)=1+1.5T/TA(0≤T≤TA)

(3)

S(T)=2.5 (TA

(4)

S(T)=2.5(TB/T)0.8(TB

(5)

其中，TA，TB均为反应谱的特征周期，由建筑物场地类别决定，详见表2。

表2 反应谱特征周期表 s

火力发电厂作为地震后必须立刻使用的楼房建筑I取值为1.5。本项目按高柔性体系设计，结构行为系数R取6。

更详细的反应谱介绍见《Turkish Seismic Code》和《浅谈土耳其规范钢结构抗震设计》[4]。

2 分析模型的建立

根据工艺要求，本工程集控楼纵向长度28.5 m，横向长度28.4 m，最高处为30.5 m。集控楼三维模型见图2。

采用有限元软件SAP2000建立集控楼整体模型，沿结构的x向和y向分别加载。本工程采用能力谱法进行分析。其基本思路是，建立两条相同基准的谱线：一条由荷载—位移曲线转化成的能力谱线，另一条是由加速度反应谱转化成的需求谱曲线，将两条曲线放在同一个图上，两条曲线的交点定位“结构抗震性能点”，从而判断罕遇地震下结构的性能[5]。

3 分析结果

表3 罕遇地震作用下的各楼层最大层间侧移角

楼层/层x向各楼层最大层间侧移角y向各楼层最大层间侧移角11/2121/19621/2251/20031/2401/20041/2401/21251/2551/22061/2601/23071/2651/245

通过上述分析结果可以看出：

2)在罕遇地震作用下的各楼层最大层间侧移角均较小，说明结构未进入倒塌状态，本结构还具有一定的安全储备。

4 结语

采用有限元软件SAP2000对高烈度区土耳其某2×660 MW火力发电厂集控楼进行静力弹塑性分析，研究在罕遇地震作用下下集控楼的受力性能。研究表明在高烈度区火力发电厂集控楼采用框架—中心支撑结构形式是比较合适的，在罕遇地震作用下结构及构件的各方面性能均满足抗震要求。

[1] 张玉超，王长山.某大型火力发电厂集控楼抗震性能分析[J].世界地震工程，2014(1)：134-138.

[2] 李帼昌，邵文帅，王占飞，等.基于不同侧向加载模式下超限高层的静力弹塑性分析[J].建筑结构，2012，42(S2)：168-169.

[3] Turkish Seismic Code[S].

[4] 欧添雁，饶幼初.浅谈土耳其规范钢结构抗震设计[J].武汉大学学报(工学版)，2010，43(Z)：132-134.

[5] 北京金土木软件技术有限公司.SAP2000中文版使用指南[Z].

Pushover analysis of a central control building of a power plant in Turkish

Chen Shixi Huang Youqiang

(StateNuclearElectricPowerPlanning,Design&ResearchInstitute,Beijing100094,China)

Using the finite element software SAP2000, this paper made static elastic-plastic analysis on a large thermal power plant set control building in Turkey, researched the stress performance of steel frame-center support structure under rare earthquake, the results showed that the each aspect performance of component and structure under rare earthquake could satisfy the seismic design requirements.

thermal power plant, set control building, static elastic-plastic analysis, finite element software

1009-6825(2016)28-0051-02

2016-07-25

陈世玺(1983- )，男，硕士，工程师

TU311

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