探討火電廠土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

【摘要】火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到的方面非常的多，其中最為重要的當(dāng)屬抗震設(shè)計，其中的意義深遠?？茖W(xué)合理的抗震設(shè)計極大地提高了火電廠的可靠性、穩(wěn)定性，有力的削弱地震水平荷載對于火電廠土建結(jié)構(gòu)的作用，使得火電廠在地震作用下的經(jīng)濟損失降低到最低點。本文針對火電廠土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計展開了討論。

【關(guān)鍵詞】火電廠；土建；施工；抗震；

電力設(shè)施在抗震救災(zāi)中有極為重要的作用，一旦遭到破壞會造成很大經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的次生災(zāi)害。我國科研人員在理論和試驗方面進行了大量工作，解決了常規(guī)設(shè)計中所遇到的問題，并將在抗震計算軟件，大機組廠房動力特性實測和振動臺大比例模型試驗等方面作進一步研究，推動火電廠抗震設(shè)計的發(fā)展。

一、火力電廠鋼筋混凝土框架、排架震害

現(xiàn)階段，鋼筋混凝土框架、排架形式是我國火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)最為常見的結(jié)構(gòu)形式。但是，通過相關(guān)專業(yè)人員的調(diào)查研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，這一傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工形式中存在著諸多問題，這些問題在火力發(fā)電廠遭遇地震的時候就會凸顯出來，導(dǎo)致震中以及震后出現(xiàn)了諸多震害問題。

首先，結(jié)構(gòu)薄弱部位發(fā)生塑性變形導(dǎo)致失穩(wěn)甚至坍塌?；鹆Πl(fā)電廠土建框架結(jié)構(gòu)的剛度較小或者薄弱的部位在水平地震作用下很容易發(fā)生一些質(zhì)量問題，其在地震水平荷載作用下會發(fā)生局部失穩(wěn)、塑性變形，這對于火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的正常工作絕對是極為不利的因素，嚴(yán)重的話發(fā)生倒塌會造成重大人員傷亡以及經(jīng)濟損失。

其次，柱和支撐的危害?；鹆Πl(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)在初期的設(shè)計以及后續(xù)的施工過程中，為了有效地保證建筑荷載作用的傳遞，會把柱頭以及屋蓋連接起來。但是這種建筑結(jié)構(gòu)形式存在著非常大的弊端，其非常容易受到地震力的影響，柱頭在傳遞荷載的過程中會處于復(fù)合受力狀態(tài)，此種情況下的柱頭會發(fā)生破裂損壞。如果柱頭在地震作用下發(fā)生了損壞，那么建筑的屋蓋也會遭受牽連，整個建筑系統(tǒng)都會受到影響甚至發(fā)生了嚴(yán)重的破壞。

再者，圍護結(jié)構(gòu)?；鹆Πl(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中圍護結(jié)構(gòu)也非常重要，現(xiàn)階段人們一般都會采用磚墻作為整個建筑的維護結(jié)構(gòu)。但是磚墻圍護結(jié)構(gòu)的承載力比較差、穩(wěn)定性差，在地震水平荷載水平作用下會因強度不足發(fā)生倒塌。

二、火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點

1 汽機房屋面結(jié)構(gòu)

汽機房屋面最常見的結(jié)構(gòu)形式當(dāng)屬鋼屋架或者鋼網(wǎng)架，鋼屋架傳力體系簡單，由于受到各個方向的支撐以及屋面檁條的聯(lián)合作用，其整體性非常好。鋼屋架作為汽機房屋面站在理

論的角度是合理的，因為其平面剛度能力強、傳遞水平荷載效果好。鋼網(wǎng)架在設(shè)計過程中需要將其委托給鋼結(jié)構(gòu)廠家，廠家負(fù)責(zé)對其進行設(shè)計和施工，但是廠家往往追求經(jīng)濟利益對桿件的設(shè)計未為考慮富余度的預(yù)留，單單只是采取滿力設(shè)計，且未考慮到主體結(jié)構(gòu)的變形會對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，這樣會造成拉桿內(nèi)力失效，引發(fā)鋼網(wǎng)架支座發(fā)生較大的變形，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。

2 主廠房的抗震設(shè)計

主廠房的設(shè)計必須滿足整體規(guī)劃設(shè)計要求，充分的考慮擴建條件：其中涉及到平面布置以及豎向布置。主廠房的平面布置應(yīng)該做到橫平豎直、簡單規(guī)則、受力明確、質(zhì)量剛度布置均勻?qū)ΨQ。如果跨間的質(zhì)量比較大，那么其不應(yīng)該不布置在結(jié)構(gòu)單元的邊緣。對于質(zhì)量較大的設(shè)備，最好布置在剛度中心的附近地帶。例如煤斗一般都布置在框架的正中部位。盡量不要做較長的懸臂結(jié)構(gòu)，但如果做的話其上部不得布置較重的設(shè)備。主廠房的豎向布置與施工工藝必須相互協(xié)調(diào)配合，最好采用低位配置，并注意工藝荷載以及結(jié)構(gòu)自重的降低，有效的控制主廠房的高度以及重心。

3 牛腿與汽機房運轉(zhuǎn)層平臺的鏈接

在正常的溫度變形以及地震荷載作用下，基于主廠房主體結(jié)構(gòu)與支承在主體結(jié)構(gòu)上的汽機房運轉(zhuǎn)層平臺彼此之間能夠保證進行順暢滑動的考慮，最大限度的將這兩個結(jié)構(gòu)之間的相互影響降低到最小，汽機房運轉(zhuǎn)平臺同牛腿連接的部位應(yīng)該設(shè)置成一種彼此之間能夠自由滑動的形式，防震縫的設(shè)置必須嚴(yán)格按照抗震規(guī)范進行設(shè)計，兩結(jié)構(gòu)彼此在相互錯動的過程中不要發(fā)生相互撞擊，或者大強度的摩擦，確保牛腿混凝土的損壞。

4 主廠房樓梯

主廠房的樓梯的位置選擇也很重要，盡量不要將其選擇在結(jié)構(gòu)的端部，最好采用直板式樓梯。樓梯的端部盡量設(shè)置梯梁，如果梯段的轉(zhuǎn)折處恰好處于樓層中間的時候，應(yīng)該在下面的樓層設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)對梯梁進行支撐。注意沒特殊情況下不要采用折板樓梯結(jié)構(gòu)形式。折板樓梯容易發(fā)生折斷，在地震作用下一旦發(fā)生損壞，維護人員的逃生路線會被阻斷。

5 主廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型

主廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括：屋蓋體系、屋架、天窗架以及圍護結(jié)構(gòu)。無檁屋蓋體系對于主廠房機汽機房來說是最好的選擇，汽機房與結(jié)構(gòu)的整體剛度如果不協(xié)調(diào)的話會產(chǎn)生較大的位移或者扭轉(zhuǎn)，這對抗震來說都是極為不利的因素。無檁屋蓋體系有效的提高了抗扭強度，保證協(xié)調(diào)變形，確?？蚣芘c排架協(xié)調(diào)工作。

三、火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的優(yōu)化措施

1 采用偏心支撐框架

偏心支撐框架對抗震更加有利，豎向支撐必須進行落地處理。在水平力比較大的位置必須采取多道豎向支撐（落地布置）。對于高烈度防震地區(qū)大型結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置多道防線，如果條件可以的話應(yīng)該設(shè)置抗震剪力墻，其大大地削弱的地震水平剪力，主框架得到了有效地保護。

2 高烈度地震區(qū)主廠房布置上應(yīng)提前優(yōu)化

如果主廠房處于高烈度地區(qū)，那么抗震設(shè)計不要按照常規(guī)的方法進行設(shè)計，施工人員必須對主廠房進行全面的綜合考慮，其中涉及到結(jié)構(gòu)的均勻性、延性和動力性能，結(jié)合工程的實際情況全面進行優(yōu)化設(shè)計。

3 減少結(jié)構(gòu)外形的較大凸出或收進

火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計盡量不要出現(xiàn)結(jié)構(gòu)外形有較大凸出或者收進的情況。因此，施工人員必須采取措施對支撐結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理的處理，確?；鹆Πl(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)的水平抗震能力得到有效的提升。

參考文獻：

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