大型火电厂主厂房钢支撑-框架结构抗震性能分析及试验研究

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1、申请同济大学工学博士学位论文V785570大型火电厂主厂房钢支撑．框架结构抗震性能分析及试验研究培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程黄奎生沈祖炎教授二oo五年六月摘要钢支撑一框架结构体系因其布置灵活、易与工艺要求配合、施工快捷等特点，逐渐成为我国大型火力发电厂主厂房的主要结构形式之一。但研究现状表明，对该结构的抗震性能尚缺乏系统全面的研究。因而研究大型火电厂主厂房钢支撑一框架结构的抗震性能有着十分重要的理论意义和应用价值。本文在广泛阅读国内外文献资料的基础上，进行了大型火电厂主厂房钢支撑一框架结构的振动台模拟地震试验研究和理论分析，较全面地对

2、该结构的抗震性能的有关问题展开研究，为该结构设计时应注意的问题提出建议。具体有以下几方面的内容：运用静、动力等效等处理措施，克服实际困难，设计制作了大型火电厂主厂房钢支撑一框架结构的整体模型，探索了细部构造对整体模型影响的途径，并在国内首次实现该类结构的振动台试验，进行了振动台模拟地震试验研究；在加载各阶段前后，对模型进行白噪声扫描，获得频率响应函数，通过模态参数识别得到结构各阶段自振频率、阻尼等动力特性的变化规律：测量并分析了模型结构各加载阶段的加速度、位移、应变等地震反应，得出结构动力特性和抗震性能的有关结论，同时为理论分析提供了试验依据。对连接性能在该种结构中的影响展开讨论，

3、提出了考虑连接半刚性迸行大型火电厂主厂房钢支撑一框架结构实用设计的方法。对该结构进行了弹性阶段和弹塑性阶段地震反应分析。在弹性阶段探讨了该种结构振型分解反应谱法的振型截断和振型组合问题。在弹塑性阶段，针对该结构特点，结合动力予结构的思路，提出了适用于该结构的杆一层动力分析模型，较好地考虑了平动与扭转的耦连，并根据此模型编制了弹塑性动力响应分析程序，为大型火电厂主厂房钢支撑一框架结构弹塑性地震反应分析提供了简单可行的方法。通过地震反应分析，结合模型试验的对结构的薄弱部位进行判定、全面评价了该结构抗震性能，并提出了关于该结构的设计建议和意见。最后，指出了火电厂主厂房钢支撑一框架结构抗震

4、性能研究有待进一步开展的问题。关键词：火力发电厂，钢支撑一框架，模拟地震振动台试验，模态识别，动力特性，地震反应，抗震性能ABSTRACTSinceitsadaptabilitytotechnicaldemandandconvenienceforconstruction，thesteelbraced-framestructuresarewidelyappliedinlarge·-scalethermalpowerplantsinou,rcountry．PertinentResearchesontheseismicbehaviorofthestructureareinadequate

5、．So，researchingworksontheseismicbehaviorofsteelbraced-framestructuresusedinthermalpowerplantsacross·the—boardhavesignificantmeaningsonapplicationandtheory．Basedonthedomesticandoverseasresearchreferencesofthepastyears，theauthorexperimentedonandanalyzedtheseismicbehaviorsofasteelbraced—framestru

6、ctureofthermalpowerplant．Thcmaincontentsofthisthesisincludeasfollow．Inthepresentthesis，equivalentmeasureshadbeentakentoovercomethedi墒curiesandthedetailofthestructurewastakenintoconsideration．amodelforshaking-tabletestisdesignedaccordingtoalarge—scalethermalpowerplantinserviceanditsseismicbehav

7、iorwastestedundersimulatingearthquakes．Duringdifferenttestphases．themodelwasscannedwimwhitenoiseandtheresponsefunctionsoffrequencywereobtained．Byidentifyingtheparameters，thefrequencies，mode，dampsandotherdynamiccharacteristicswerecapture