土耳其某大型火力發電廠集控樓靜力彈塑性分析

陳世璽 黃友強

(國核電力規劃設計研究院,北京 100094)

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土耳其某大型火力發電廠集控樓靜力彈塑性分析

陳世璽 黃友強

(國核電力規劃設計研究院,北京 100094)

采用有限元軟件SAP2000，對土耳其某火力發電廠集控樓進行了靜力彈塑性分析，研究了鋼框架—中心支撐結構在罕遇地震下的受力性能，結果表明，在罕遇地震作用下結構及構件的各方面性能均滿足抗震要求。

火力發電廠，集控樓，靜力彈塑性分析，有限元軟件

地震是危害人類生命財產的自然災害之一，具有突發性強、難以預測的特點。地震不僅會造成巨大的人員傷亡和財產損失，還會引起嚴重的次生災害[1]。土耳其某2×660 MW火力發電廠集控樓采用鋼框架—中心支撐結構，位于高烈度區，地震區域為1區(與《建筑抗震設計規范》中的抗震設防9度區較接近)，建筑物場地類別為Z2類。由于火力發電廠較少建設在高烈度區，所以研究高烈度區鋼框架—中心支撐結構集控樓在罕遇地震作用下的抗震性能顯得尤為重要。

靜力彈塑性分析也稱Pushover分析方法，沿結構的高度施加按一定形式分布的模擬地震的等效側力，并從小到大逐步增加側力的強度，使結構由彈性工作狀態逐步進入到塑性工作狀態，最終達到并超過規定的彈塑性位移。這是目前較為實用的簡化的彈塑性分析技術，相比于動力彈塑性分析，它更加節約了時間[2]。

1 土耳其抗震規范設計反應譜簡介

《Turkish Seismic Code》[3]中給出了50年超越概率10%的設計反應譜曲線計算方法，詳見式(1)，式(2)。

A(T)=A0IS(T)

(1)

(2)

其中，A(T)為譜加速度系數；A0為地面有效加速度系數；I為樓房建筑物重要性系數；S(T)為正規化的5%阻尼比的彈性設計加速度反應譜；α(T)為地震影響系數；R為結構行為系數。

A0取值方法見表1。

表1 地面有效加速度系數(A0)

S(T)取值方法見式(3)～式(5)及圖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均為反應譜的特征周期，由建筑物場地類別決定，詳見表2。

表2 反應譜特征周期表 s

火力發電廠作為地震后必須立刻使用的樓房建筑I取值為1.5。本項目按高柔性體系設計，結構行為系數R取6。

更詳細的反應譜介紹見《Turkish Seismic Code》和《淺談土耳其規范鋼結構抗震設計》[4]。

2 分析模型的建立

根據工藝要求，本工程集控樓縱向長度28.5 m，橫向長度28.4 m，最高處為30.5 m。集控樓三維模型見圖2。

采用有限元軟件SAP2000建立集控樓整體模型，沿結構的x向和y向分別加載。本工程采用能力譜法進行分析。其基本思路是，建立兩條相同基準的譜線：一條由荷載—位移曲線轉化成的能力譜線，另一條是由加速度反應譜轉化成的需求譜曲線，將兩條曲線放在同一個圖上，兩條曲線的交點定位“結構抗震性能點”，從而判斷罕遇地震下結構的性能[5]。

3 分析結果

表3 罕遇地震作用下的各樓層最大層間側移角

樓層/層x向各樓層最大層間側移角y向各樓層最大層間側移角11/2121/19621/2251/20031/2401/20041/2401/21251/2551/22061/2601/23071/2651/245

通過上述分析結果可以看出：

2)在罕遇地震作用下的各樓層最大層間側移角均較小，說明結構未進入倒塌狀態，本結構還具有一定的安全儲備。

4 結語

采用有限元軟件SAP2000對高烈度區土耳其某2×660 MW火力發電廠集控樓進行靜力彈塑性分析，研究在罕遇地震作用下下集控樓的受力性能。研究表明在高烈度區火力發電廠集控樓采用框架—中心支撐結構形式是比較合適的，在罕遇地震作用下結構及構件的各方面性能均滿足抗震要求。

[1] 張玉超，王長山.某大型火力發電廠集控樓抗震性能分析[J].世界地震工程，2014(1)：134-138.

[2] 李幗昌，邵文帥，王占飛，等.基于不同側向加載模式下超限高層的靜力彈塑性分析[J].建筑結構，2012，42(S2)：168-169.

[3] Turkish Seismic Code[S].

[4] 歐添雁，饒幼初.淺談土耳其規范鋼結構抗震設計[J].武漢大學學報(工學版)，2010，43(Z)：132-134.

[5] 北京金土木軟件技術有限公司.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

陳世璽(1983- )，男，碩士，工程師

TU311

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