火電廠主廠房結構抗震設計分析

李大濤

（西北電力設計院有限公司， 陜西 西安 710075）

1 火電廠主廠房結構的風險分析

火電廠主廠房結構在進行抗震設計的過程中，地震烈度區域不同，設計時所遵循的抗震原則也存在一定的差異性。具體來說，在進行抗震設計之前，必須要對地震作用下，火電廠主廠房結構中所存在的風險進行詳細的分析，進而在此基礎上進行有針對性的抗震設計。

具體來說，火電廠主廠房結構在地震中所面臨的風險主要有：主廠房結構的屋面面臨整體坍塌的風險，整體結構會出現明顯扭轉的現象，結構之間的連接方式會在地震的作用下，產生剪斷破壞的現象；同時，主廠房機構的框架柱，在地震的作用下，也會產生不同狀態的破壞，并且導致主廠房的鋼筋、箍筋出現外露的現象，并導致混凝土結構出現破壞等現象[1]。

2 火電廠主廠房結構性能水平與性能目標分析

2.1 火電廠主廠房結構性能水平及劃分

在火電廠主廠房結構抗震設計的過程中，按照工業建筑內部設備使用特點、設備震害調研的結果，可以將其分為位移、速度和加速度敏感型三種類型。其中，位移敏感型和加速敏感型設備是廠房主體結構中最為重要的設備，并其設備基礎位置地面上。在此基礎上，在進行抗震設計的過程中，可結合強烈地震下的位移敏感型設備、以及其結構的抗震性，對內部結構構件、非結構構件的綜合性能進行詳細的考慮。

2.2 火電廠主廠房結構性能指標

結合以往的眼部就不顯示，結構破壞形態和破壞程度是影響建筑物結構性能的兩個最為主要的因素。在強烈的地震作用下，火電廠主廠房的結構在剪切力的影響，會對其結構產生一定的破壞，并且當結構形態破壞的層間位移角在1/3300-1/1100之間的時候，剪力墻就會遭到破壞，而到結構形態破壞的層間位移角在超出這一范圍的時候，剪力墻就會衰減劇烈，致使其剛度出現嚴重的衰減現象。但是在主廠房抗震結構設計的過程中，剪力墻出現輕微的破壞現象，是不會對結構的使用產生任何負面影響的，因此在設計的過程中，應將層間位移角的極限值進行適當的放寬，將其設置在1/1000[2]。

3 火電廠主廠房結構抗震設計要點分析

3.1 汽機房屋面抗震設計

汽機房屋面是火電廠主廠房結構中最為重要的組成部分，其抗震設計水平直接關系著整個主廠房結構抗震設計的水平。在具體對其進行抗震設計的過程中，可采用鋼屋架、鋼網架的方式，以提高汽機房屋面的抗震設計水平。在鋼屋架結構設計的過程中可在水平、垂直的方向上，與屋面進行聯合設計，進而在簡化屋面設計的基礎上，提升了屋面的設計水平，進而保證了整體的穩定性。同時，在對汽機房屋面進行抗震設計的過程中，還要對富余度設計進行詳細的考慮，預防其主體結構出現變形的現象，避免其在地震作用下，屋面結構整體出現變形、失穩、坍塌等現象。

3.2 主廠房框架結構抗震設計

在對其進行抗震設計的過程中，必須要堅持“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，在設計的過程中，必須要對結構位移比、周期比、側剛比等進行精準的計算，并將結果控制在規定的范圍內，進而使其滿足相應的設計原則；在進行結構布置設計上，應盡量避免使用短柱或者超短柱，并保證除氧器不位于結構的頂層，煤斗則采用支承式，以減輕結構的地震作用，進而將地震所帶來的危害控制在最小的范圍內。另外，在進行樓梯間、樓層大面積開動部位設計的過程中，應保持工藝協調，并保證其盡可能不位于結構的端部和角部，以免在地震的作用下，致使其結構扭轉變形出現增大的現象；在對主廠房的縱向框架梁進行設計的過程中，應采用雙梁布置的方式進行，避免其結構出現偏心的現象，以提高整體結構的穩定性[3]。

3.3 填充墻與非結構構件設計

在火電廠主廠房結構中，存在大量的填充墻、非結構構件，這也是抗震設計的要點。在具體進行設計的過程中，主廠房結構設計中所采用的砌體填充墻，主要是結合火電廠主廠房結構具體的抗震設計要求和設計規范，并對其腰梁、構造柱等進行規范的設計，并在此基礎上，對墻體、框架梁柱進行設計，務必使其考證可靠、穩定的拉結?？梢哉f，在進行填充墻設計過程中，不僅要增加整個體系的抗震性能，并要對其周圍的結構進行保護，以免填充墻出現自身的問題。

在對主廠房結構進行抗震設計的過程中，非結構構建也是設計的重點。如：玻璃幕墻、雨蓬等，這些非結構構件在主體結構進行連接發的過程中，必須要對連接點的位置進行有效的設計和控制，同時還要對焊縫、螺栓等環節進行設計。在具體設計的過程中，應先利用抗震驗算的方式進行計算，并在保證其使用的基礎上，進一步提升其抗震和安全性能，進而全面提升主廠結構的安全性和穩定性。

3.4 廠房樓梯的結構設計

在火電廠主體結構的抗震設計中，樓梯是不可或缺的因素，在具體對其進行設計的過程中，應做到：首先，在進行主廠房結構設計中，應采用直板式的樓梯，并且保證樓梯不要選擇在主廠房結構的端部位置，并且在梯板的端部配置梯梁。同時，在設計的過程中，加入樓梯的轉彎處，恰恰位于樓層的中間，在進行下層樓面設計的過程中，應設計支撐梯梁，以提升樓梯的穩定性，進而全面提升主體結構的抗震性能。同時，在進行樓梯設計的過程中，切忌將其設計成拆板式，以防在地震的作用下，致使其出現折斷等現象，進而對逃生和救援等產生阻礙；其次，在進行樓梯設計的過程中，還要切實結合其詳細的抗震設計要求和規范，并結合廠房的主體結構、樓梯的規劃形式等，對其進行規范的設計。

3.5 運轉平臺連接設計

在火電廠主體結構的抗震設計中，運轉平臺也是設計的重點所在。在具體對其進行設計的過程中，必須要在正常溫度變形、水平地震的情況下，必須要保證其順暢滑動，避免其在運行的過程中，主體結構和支承柱之間產生相互的干擾。同時，在設計過程中，還必須要根據主廠房的抗震設計要求和規范，并對防震縫進行精準的設計，以免在地震的作用下，發生機構錯動碰撞的現象等；最后，在進行連接設計的過程中，還要加強抗震時的結構保護設計，進而全面提升主廠房結構的穩定性，將地震所帶來的危害降到最小范圍[4]。

4 結束語

綜上所述，火電廠主廠房在規劃設計中，抗震設計尤為重要。在具體進行抗震設計過程中，應充分結合火電廠主廠房在地震中所面臨的風險，分別從汽機房屋面、主廠房框架結構、填充墻與非結構構件、廠房樓梯、運轉平臺連接等方面，加強抗滲設計，進而全面提升整個主廠房的抗震性能。