大型火力發(fā)電廠高強混凝土框架柱的抗震性能研究.pdf

1、在大型火力發(fā)電廠主廠房結構中,由于其高度較大,且豎向荷載較大(如層間布置有煤斗等質量過于集中的設備),故抗震問題較為突出.縱、橫向框架柱具有與一般框架柱不同的特點,如柱截面高寬比較大,且承受很大的豎向荷載,其軸壓比設計問題是柱設計的一個非常重要的因素.經常出現(xiàn)的情況是:框架柱的斷面由軸壓比限值確定,而框架柱的配筋由構造配筋率決定,這其中存在著不合理的地方.應用高強混凝土可以顯著減小構件的截面尺寸,減輕結構自重和鋼筋用量,具有明顯優(yōu)點,可

2、獲得較高的經濟效益.但高強混凝土的脆性引起人們對其用于抗震結構的擔心,強度等級愈高,脆性愈大.因此,在大型火力發(fā)電廠主廠房結構框架柱中應用高強混凝土,需研究改善高強混凝土柱抗震變形能力的有效措施.該文主要研究的內容有:(1)首次針對火電廠主廠房結構框架柱的特點,對9個高軸壓比高強混凝土框架柱和6個高軸壓比普通混凝土框架長柱進行了低周反復水平加載試驗,獲得混凝土等級、軸壓比、長細比、配箍形式及配筋率等對框架柱的抗彎及抗剪承載力、抗震變形能

3、力的影響因素.在試驗研究的基礎上,提出高強混凝土框架柱正截面和斜截面承載力計算的建議公式,且給出了滿足延性要求的C60混凝土框架柱軸壓比限值和箍筋加密區(qū)箍筋的最小體積配箍率.(2)在試驗研究和理論推導的基礎上,給出了高軸壓比下框架柱恢復力模型的骨架曲線,與試驗骨架曲線吻合較好.為高強混凝土整體結構抗震性能和動力反應計算提供基礎資料和依據.(3)混凝土用三維實體單元、鋼筋用空間桿單元對鋼筋混凝土框架柱進行三維建摸,而且同時考慮了鋼筋和混凝

4、土的粘結性能,通過合理的單元選取、網格劃分及荷載步的確定,模擬了單調荷載作用下鋼筋混凝土框架柱的荷載-位移曲線、開裂荷載、屈服荷載及最大荷載、裂縫發(fā)展規(guī)律、計算破壞裂縫圖,并與相應的試驗結果進行了比較分析.在有限元模擬試驗框架柱的基礎上,還對未做試驗的框架柱進行了骨架曲線的模擬,從而對影響框架柱的各因素進行了綜合分析.(4)計算出高強混凝土試驗框架柱的累積滯回耗能隨加載循環(huán)水平的變化,通過對各損傷模型的比較分析,提出了高強混凝土框架柱的