火力發(fā)電廠超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)溫度及裂縫分析

郭向陽(yáng)

（內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 010020）

火力發(fā)電廠超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)溫度及裂縫分析

郭向陽(yáng)

（內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 010020）

一般情況下，針對(duì)部分規(guī)模較大的火力發(fā)電廠，其主廠房在建造過(guò)程中，采用的都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土建造框架結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的目的是期望鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)能夠具備自身的優(yōu)勢(shì)。發(fā)電機(jī)組和機(jī)械設(shè)備對(duì)于布置有較為特殊的要求，發(fā)電廠主廠房長(zhǎng)度就能保證在100m，倘若鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定范圍內(nèi)的長(zhǎng)度，一旦混凝土遇到溫度之后，或者自身發(fā)生收縮的過(guò)程中，就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂問(wèn)題的出現(xiàn)。在實(shí)際的工作中，對(duì)于如何進(jìn)行直接溫度的計(jì)算，以及控制收縮效應(yīng)，還尚未形成具體的解決方法，所以，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范會(huì)通過(guò)最大裂縫之間的距離進(jìn)一步縮短收縮效應(yīng)。發(fā)電廠的主廠房就具有了一定的特殊性，即結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)了規(guī)定范圍內(nèi)的限值。溫度收縮效應(yīng)進(jìn)行必要分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

火力發(fā)電廠 超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu) 效應(yīng)分析與裂縫控制

一、火力發(fā)電廠超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的缺陷

按照傳統(tǒng)的觀念分析，解決超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)溫度的應(yīng)力問(wèn)題較為有效的方法就是要在必要的施工階段設(shè)置伸縮縫，但是我國(guó)溫度的伸縮縫間距要求是建立在前蘇聯(lián)的前提之下的，然后經(jīng)過(guò)我國(guó)內(nèi)部的進(jìn)一步調(diào)整，因此，要求工程人員深入探索相關(guān)方面，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工程的合理利用。在對(duì)溫度的伸縮縫進(jìn)行設(shè)置時(shí)，一般會(huì)遇到以下幾種常見(jiàn)問(wèn)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(jià)成本相應(yīng)有所增加；

2.伸縮縫的設(shè)置會(huì)使得框架結(jié)構(gòu)的定型化受到較大影響，建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)整體的剛度就會(huì)大大降低。

3.設(shè)置建筑物伸縮縫是建筑物發(fā)生滲漏的根本原因，為了能夠達(dá)到有效的防漏效果，還要投入一定的成本，從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)說(shuō)，會(huì)影響建筑物的實(shí)用性；

4.自然災(zāi)害一般會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的伸縮縫產(chǎn)生較大影響，容易發(fā)生碰撞，所以抗震目的有效實(shí)現(xiàn)就要求抗震設(shè)防區(qū)的伸縮縫寬度必須達(dá)到幾十厘米，這樣可以起到很好的保溫與防風(fēng)防水的作用；

5.結(jié)構(gòu)的設(shè)縫會(huì)造成施工過(guò)程中面臨很大的困難，處理起來(lái)便利程度較差。因?yàn)榻ㄖ锏挠^賞性方面有一定的要求，對(duì)于施工的便利性與機(jī)械設(shè)備的安裝工藝，通常是不可以在長(zhǎng)單元結(jié)構(gòu)中設(shè)置伸縮縫的。

二、火力發(fā)電廠超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)分析

1.模型分析

對(duì)模型進(jìn)行分析是為了確保計(jì)算效率與計(jì)算精度能夠得到進(jìn)一步的提高，超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)的底層中間跨梁就會(huì)獨(dú)立的在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)部除去，在必要的階段對(duì)單元網(wǎng)格重新劃分，然后要根據(jù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)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(zhǎng)度為100m，屬于細(xì)部構(gòu)件三維分析模型，為了能夠?qū)⒛Ｐ蛯?shí)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(lái)。本文展示的是運(yùn)用三維技術(shù)模擬的正面效果圖。一般情況下，梁的左半部分會(huì)采用固定約束的方式，而梁的右半部分通常采用的是滑動(dòng)約束，梁作用充分發(fā)揮的情況下，采用的是均布荷載，然后再設(shè)置與之相應(yīng)的軸力。我們進(jìn)行計(jì)算之后，可以得知，一旦梁最大裂縫寬度出現(xiàn)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(yīng)軸力的情況下。進(jìn)行細(xì)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(duì)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(shè)立于相對(duì)固定的位置，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)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(duì)裂縫寬度進(jìn)行描述分析時(shí)，主要是發(fā)生在彈簧單元節(jié)點(diǎn)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(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)值相對(duì)較大，能夠確保與裂縫方向始終保持平行的重合節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)位移達(dá)到0；與裂縫方向的節(jié)點(diǎn)保持垂直方向在經(jīng)受到壓力的時(shí)候相對(duì)位移和力的關(guān)系，加入是線彈性，也能夠確保彈簧的剛度達(dá)到一定程度，此時(shí)就能夠模擬不考慮壓碎的混凝土；彈簧受到拉力的時(shí)候，相對(duì)位移和力之間的關(guān)系倘若呈現(xiàn)的是非線性，相關(guān)因素之間的負(fù)擔(dān)面積又較為相近時(shí)，那么就證明彈簧單元處混凝土發(fā)生了開(kāi)裂的現(xiàn)象。在開(kāi)裂情況的影響因素還沒(méi)有達(dá)到時(shí)，彈簧應(yīng)該保持一定的彈性；彈簧開(kāi)裂程度的增加，會(huì)逐漸的達(dá)到開(kāi)裂數(shù)值，如果達(dá)到，彈簧伸長(zhǎng)拉力線性就會(huì)呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，此時(shí)，彈簧長(zhǎng)度會(huì)是開(kāi)裂力值的十倍，甚至更多，但此時(shí)的彈簧拉力已經(jīng)逐漸降為0。

通過(guò)上面對(duì)模型的分析，我們可以了解到，火力發(fā)電廠中的主廠房長(zhǎng)度如果能夠?qū)崿F(xiàn)100m，那么，依據(jù)從彈性的角度分析可知，溫度效應(yīng)可以是梁裂縫的最大限度的寬度大于規(guī)定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)指標(biāo)；再?gòu)膹椝苄缘慕嵌瓤紤]，最大裂縫的寬度一般會(huì)有所降低，但是依然大于在規(guī)定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)指標(biāo)。因此，結(jié)合100m超長(zhǎng)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)來(lái)分析，主廠房一定要根據(jù)實(shí)際的情況，采取相適應(yīng)的措施，將溫度效應(yīng)降到最低，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。

三、結(jié)論

文章分析主要是建立在大型的火力發(fā)電廠主廠房的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的探究，通過(guò)建立相符合的模型結(jié)構(gòu)，深入分析超長(zhǎng)框架結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)，并且還對(duì)最大裂縫寬度的溫度效應(yīng)進(jìn)行了分析。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，可以把豎向荷載、結(jié)構(gòu)的單元長(zhǎng)度作為參考依據(jù)，來(lái)分析超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫度收縮效應(yīng)。筆者希望能夠借由文章內(nèi)容的分析加強(qiáng)相關(guān)部門(mén)對(duì)于這方面的控制，提升相關(guān)方面的要求和質(zhì)量，達(dá)到實(shí)際要求。

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1007-6344（2015）12-0023-01