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(jié)構(gòu)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(zhì)量過于集中的設(shè)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(shè)計問題是柱設(shè)計的一個非常重要的因素.經(jīng)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(gòu)造配筋率決定,這其中存在著不合理的地方.應(yīng)用高強混凝土可以顯著減小構(gòu)件的截面尺寸,減輕結(jié)構(gòu)自重和鋼筋用量,具有明顯優(yōu)點,可

2、獲得較高的經(jīng)濟效益.但高強混凝土的脆性引起人們對其用于抗震結(jié)構(gòu)的擔(dān)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(jié)構(gòu)框架柱中應(yīng)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(nèi)容有:(1)首次針對火電廠主廠房結(jié)構(gòu)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(fù)水平加載試驗,獲得混凝土等級、軸壓比、長細(xì)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(chǔ)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(dǎo)的基礎(chǔ)上,給出了高軸壓比下框架柱恢復(fù)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(jié)構(gòu)抗震性能和動力反應(yīng)計算提供基礎(chǔ)資料和依據(jù).(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(jié)性能,通過合理的單元選取、網(wǎng)格劃分及荷載步的確定,模擬了單調(diào)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(yīng)的試驗結(jié)果進行了比較分析.在有限元模擬試驗框架柱的基礎(chǔ)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