某電站鍋爐鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能研究.pdf

1、在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，電力的需求越來越大，組建大型的火電廠勢(shì)在必行，于此同時(shí)，建立與百萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組相配套的塔式鍋爐將成為一項(xiàng)重要的建設(shè)項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)鍋爐塔架相比較，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鍋爐塔架能大大地降低結(jié)構(gòu)用鋼量，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生連續(xù)倒塌，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和慘重的人員傷亡。因此，自1968年英國(guó)Ronan Point公寓因煤氣爆炸導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌破壞事故發(fā)生后，結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能和設(shè)計(jì)方法受到了廣大學(xué)

2、者的高度重視。在日后的近50年里，國(guó)外在結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌方面的研究取得了很大的成果，系統(tǒng)地提出了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的設(shè)計(jì)方法和建議，以規(guī)范《DoD2010》和《GSA2003》為代表的設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)過不斷地完善得到了廣泛的應(yīng)用。而我國(guó)在該方面的研究起步較晚，尚未有完善地設(shè)計(jì)方法和流程，同時(shí)結(jié)構(gòu)在進(jìn)行連續(xù)倒塌分析時(shí)，多側(cè)重于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)于超限的巨型鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的研究極少。為此，本文利用拆除構(gòu)件法對(duì)一超限鋼管混凝土組合框

3、架進(jìn)行連續(xù)倒塌方面的研究，為完善我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌深入研究具有重要的意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)結(jié)構(gòu)模型初步設(shè)計(jì)為鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系，其中大部分桿件根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步確定，其彈性設(shè)計(jì)是在軟件STAAD/Pro中完成的。為降低結(jié)構(gòu)的用鋼量，獲取理想的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)構(gòu)模型由鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。在截面轉(zhuǎn)換中按照抗彎剛度等效原則進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換并調(diào)整，最終得到合理的鋼管混凝土框架—鋼支撐結(jié)構(gòu)體系。
　

4、　(2)根據(jù)上述得到的結(jié)構(gòu)體系分析，在軟件ABAQUS中選用合理的鋼管混凝土、鋼梁、支撐的單元類型，同時(shí)確定合理的本構(gòu)模型和失效準(zhǔn)則。并運(yùn)用本文單元類型、本構(gòu)關(guān)系等對(duì)已有文章的試驗(yàn)進(jìn)行模擬分析，驗(yàn)證本文所選用的相關(guān)內(nèi)容的正確性。
　　(3)利用大型通用有限元分析軟件ABAQUS建立超限鋼管混凝土框架鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)模型根據(jù)工程的實(shí)際情況，結(jié)合規(guī)范《GSA2003》和《DoD2010》的相關(guān)規(guī)定，分別拆除每層不同部位的主框

5、架角柱和主框架中柱，采用拆除構(gòu)件法對(duì)其進(jìn)行抗連續(xù)倒塌性能中的非線性動(dòng)力有限元分析，通過分析構(gòu)件失效后與失效柱上方相連的節(jié)點(diǎn)豎向位移和剩余結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力情況，對(duì)比分析結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力。
　　(4)參考規(guī)范《DoD2010》和《GSA2003》對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行抗連續(xù)倒塌能力進(jìn)行綜合評(píng)定。并進(jìn)行線性靜力分析，以結(jié)構(gòu)首層主框架柱失效為例，給出了動(dòng)力放大系數(shù)的計(jì)算方法，并得到了線性靜力分析時(shí)該結(jié)構(gòu)體系的位移放大系數(shù)。最后提出該結(jié)構(gòu)抗連續(xù)