火力發電廠超長框架結構溫度及裂縫分析

郭向陽

（內蒙古電力勘測設計院有限責任公司，內蒙古 010020）

火力發電廠超長框架結構溫度及裂縫分析

郭向陽

（內蒙古電力勘測設計院有限責任公司，內蒙古 010020）

一般情況下，針對部分規模較大的火力發電廠，其主廠房在建造過程中，采用的都是現澆鋼筋混凝土建造框架結構。采用該結構的目的是期望鋼筋混凝土結構技術能夠具備自身的優勢。發電機組和機械設備對于布置有較為特殊的要求，發電廠主廠房長度就能保證在100m，倘若鋼筋混凝土結構的長度超過規定范圍內的長度，一旦混凝土遇到溫度之后，或者自身發生收縮的過程中，就會導致開裂問題的出現。在實際的工作中，對于如何進行直接溫度的計算，以及控制收縮效應，還尚未形成具體的解決方法，所以，我國混凝土結構設計規范會通過最大裂縫之間的距離進一步縮短收縮效應。發電廠的主廠房就具有了一定的特殊性，即結構的長度超過了規定范圍內的限值。溫度收縮效應進行必要分析，具有重要的現實意義。

火力發電廠 超長框架結構 效應分析與裂縫控制

一、火力發電廠超長框架結構溫度效應的缺陷

按照傳統的觀念分析，解決超長框架結構溫度的應力問題較為有效的方法就是要在必要的施工階段設置伸縮縫，但是我國溫度的伸縮縫間距要求是建立在前蘇聯的前提之下的，然后經過我國內部的進一步調整，因此，要求工程人員深入探索相關方面，實現現代化工程的合理利用。在對溫度的伸縮縫進行設置時，一般會遇到以下幾種常見問題：

1.伸縮縫位置如果采用的是雙排框架，那么不利于建筑主體的外部觀賞性，工程造價成本相應有所增加；

2.伸縮縫的設置會使得框架結構的定型化受到較大影響，建筑結構的構造相對復雜，建筑結構整體的剛度就會大大降低。

3.設置建筑物伸縮縫是建筑物發生滲漏的根本原因，為了能夠達到有效的防漏效果，還要投入一定的成本，從現實角度來說，會影響建筑物的實用性；

4.自然災害一般會對結構的伸縮縫產生較大影響，容易發生碰撞，所以抗震目的有效實現就要求抗震設防區的伸縮縫寬度必須達到幾十厘米，這樣可以起到很好的保溫與防風防水的作用；

5.結構的設縫會造成施工過程中面臨很大的困難，處理起來便利程度較差。因為建筑物的觀賞性方面有一定的要求，對于施工的便利性與機械設備的安裝工藝，通常是不可以在長單元結構中設置伸縮縫的。

二、火力發電廠超長框架結構溫度效應分析

1.模型分析

對模型進行分析是為了確保計算效率與計算精度能夠得到進一步的提高，超長框架結構的底層中間跨梁就會獨立的在框架結構的內部除去，在必要的階段對單元網格重新劃分，然后要根據結構現實中的具體情況，加入一定的邊界約束，為便于理解，可看圖5.1。

圖5.1模型的長度為100m，屬于細部構件三維分析模型，為了能夠將模型實際情況展示給各位讀者，將彈簧位置與受到的約束力情況展示出來。本文展示的是運用三維技術模擬的正面效果圖。一般情況下，梁的左半部分會采用固定約束的方式，而梁的右半部分通常采用的是滑動約束，梁作用充分發揮的情況下，采用的是均布荷載，然后再設置與之相應的軸力。我們進行計算之后，可以得知，一旦梁最大裂縫寬度出現在跨中和梁端部位，那么就是豎向都分布在有荷載和溫度效應軸力的情況下。進行細部分析模型的目的是為了能夠分析同等作用下的裂縫寬度，對其有更加深入的了解?；诖?，該模型采用的形式主要是離散化裂縫模型，也就是將彈簧單元設立于相對固定的位置，兩個結點之間力的傳送主要是依靠彈簧的連接。

離散裂縫是以非線性彈簧單元為主，在對裂縫寬度進行描述分析時，主要是發生在彈簧單元節點的位移作用。如果與裂縫方向能夠一直處于彈性保持的彈簧，彈簧的剛度值取1.0或108N/mm，這個數據的數值相對較大，能夠確保與裂縫方向始終保持平行的重合節點處的相對位移達到0；與裂縫方向的節點保持垂直方向在經受到壓力的時候相對位移和力的關系，加入是線彈性，也能夠確保彈簧的剛度達到一定程度，此時就能夠模擬不考慮壓碎的混凝土；彈簧受到拉力的時候，相對位移和力之間的關系倘若呈現的是非線性，相關因素之間的負擔面積又較為相近時，那么就證明彈簧單元處混凝土發生了開裂的現象。在開裂情況的影響因素還沒有達到時，彈簧應該保持一定的彈性；彈簧開裂程度的增加，會逐漸的達到開裂數值，如果達到，彈簧伸長拉力線性就會呈現降低的趨勢，此時，彈簧長度會是開裂力值的十倍，甚至更多，但此時的彈簧拉力已經逐漸降為0。

通過上面對模型的分析，我們可以了解到，火力發電廠中的主廠房長度如果能夠實現100m，那么，依據從彈性的角度分析可知，溫度效應可以是梁裂縫的最大限度的寬度大于規定范圍內的數據指標；再從彈塑性的角度考慮，最大裂縫的寬度一般會有所降低，但是依然大于在規定范圍內的數據指標。因此，結合100m超長鋼筋混凝土框架結構來分析，主廠房一定要根據實際的情況，采取相適應的措施，將溫度效應降到最低，實現預期的目標。

三、結論

文章分析主要是建立在大型的火力發電廠主廠房的鋼筋混凝土框架結構進行深入的探究，通過建立相符合的模型結構，深入分析超長框架結構的溫度效應，并且還對最大裂縫寬度的溫度效應進行了分析。在這個基礎之上，可以把豎向荷載、結構的單元長度作為參考依據，來分析超長結構的溫度收縮效應。筆者希望能夠借由文章內容的分析加強相關部門對于這方面的控制，提升相關方面的要求和質量，達到實際要求。

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1007-6344（2015）12-0023-01