電廠煤倉防爆設(shè)計方案

　　海門電廠裝機容量為4×1000MW燃煤機組，設(shè)防烈度為8度，場地土類別為Ⅱ類，基本風壓為0.8kN/m2。海門電廠的主廠房布置經(jīng)方案論證比較，采用側(cè)煤倉方案。由于汽機房、除氧間與煤倉間分拆成兩個各自獨立的結(jié)構(gòu)體系，在8度地震設(shè)防區(qū)，這兩個獨立體系要滿足抗震設(shè)計規(guī)范要求，必須對這兩個獨立體系作必要的改進、分析和優(yōu)化。汽機房屋面結(jié)構(gòu)改用實腹式鋼梁代替常用的空腹鋼屋架，并使實腹鋼梁與A、B排鋼筋混凝土柱端固接。使汽機房與除氧間形成剛接的雙框架結(jié)構(gòu)。
　�。�1）A節(jié)點：隔板式節(jié)點
　　 隔板式節(jié)點的破環(huán)集中在鋼梁下翼緣截面的鋼筋混凝土柱上，縱筋屈服，混凝土開裂嚴重。為了達到“強節(jié)點，弱構(gòu)件”，“強柱弱梁”的目的，應(yīng)采取如下措施：
　　 ① 加強預埋鋼梁隔板與縱筋的連接，使與隔板連接的縱筋不至于過早屈服；
　　 ② 在鋼梁近節(jié)點區(qū)的上下翼緣進行削弱處理，使節(jié)點在該處形成塑性鉸，以耗散地震能量。
　�。�2）B節(jié)點：端板螺桿連接式節(jié)點
　　端板螺桿連接式節(jié)點由于高強螺桿的預緊力作用，核心區(qū)混凝土雙向受力，性能有所提高，但節(jié)點破壞同樣發(fā)生在鋼筋混凝土柱上，而不是靠近鋼梁翼緣處形成塑性鉸。因此，對該節(jié)點采取如下措施：
　　 ① 減小端板的厚度，使節(jié)點達到屈服時，端板能夠產(chǎn)生一定的變形，減小整個節(jié)點的剛度，對耗散地震能量有利；
　　 ② 在鋼梁近節(jié)點區(qū)的上下翼緣進行“狗骨式”削弱處理，使節(jié)點在該處形成塑性鉸。以耗散地震能量。
　　（3）C節(jié)點：全鋼構(gòu)連接式節(jié)點
　　 相對A、B節(jié)點而言，全鋼構(gòu)連接式節(jié)點具有較好的受力性能。節(jié)點的承載能力滿足設(shè)計要求，節(jié)點的延性、滯回性能較好，在地震作用下，能較好通過自身的塑性變形來耗散能量。
3 汽機房、除氧間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)屋面H鋼梁與AB柱剛接抗震設(shè)計分析
3.1 汽機房、除氧間結(jié)構(gòu)圖
　　典型斷面簡圖如圖3所示：
3.2 對結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性判定
　　在平面規(guī)則性方面，本方案汽機房除氧間屬于樓板局部不連續(xù)類型的不規(guī)則結(jié)構(gòu)；而在豎向基本上是規(guī)則結(jié)構(gòu)。因此，本結(jié)構(gòu)屬于不規(guī)則結(jié)構(gòu)，但不屬于“特別不規(guī)則”或“嚴重不規(guī)則”結(jié)構(gòu)，符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中強制性條文3.4.1條“建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案”的要求。
4 側(cè)煤倉間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析
4.1 結(jié)構(gòu)簡圖
　　典型平、斷面簡圖如下圖所示：
4.2 煤倉間框架剪力墻設(shè)計中的幾個問題
4.2.1 關(guān)于短肢剪力墻的判別
　　高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程7.1.2條規(guī)定，短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5-8的剪力墻，一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻，按以上規(guī)定，煤倉間的剪力墻高厚比大部分均在5-8之間，屬于短肢剪力墻，不能滿足《高規(guī)》要求。
　　根據(jù)北京市建筑設(shè)計標準化辦公室編制的《建筑設(shè)計技術(shù)細則》（結(jié)構(gòu)部分）規(guī)定，當T形、L形剪力墻滿足一定條件，可不按短肢剪力墻考慮，《建筑設(shè)計技術(shù)細則》（結(jié)構(gòu)部分）5.5.5條文規(guī)定：短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5-8的剪力墻，但當墻肢兩側(cè)均與較強的連梁（連梁凈跨與連梁截面高度之比滿足La/Hb<2.5）相連時或有翼墻相連的短肢墻（翼墻長度應(yīng)不小于翼墻厚度的3倍），可不定義為短肢剪力墻，而是一般剪力墻，滿足一般剪力墻承受的振型底部地震傾覆力矩超過50%，符合《高規(guī)》的要求。
4.2.2 剪力墻厚度取值、墻體穩(wěn)定等規(guī)范驗算
　　側(cè)煤倉構(gòu)件截面尺寸、變形、總高、高寬比等盡量滿足規(guī)范要求，避免超限情況出現(xiàn)。高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）第8.2.2 條規(guī)定，要求剪力墻厚度不應(yīng)小于層高1/16，由于樓層層高比較高，完全按照這個要求計算的剪力墻的厚度非常大，剪力墻的軸壓比值又遠比規(guī)范的小，從經(jīng)濟角度考慮不合理，工藝專業(yè)要求的空間也無法滿足。因此，底層剪力墻厚度取500mm和600mm兩種，然后按高規(guī)附錄D計算公式驗算剪力墻的穩(wěn)定，經(jīng)驗算，滿足穩(wěn)定要求。
5 結(jié)論及建議
　　8度地震區(qū)側(cè)煤倉方案的汽機房煤倉間結(jié)構(gòu)，汽機房屋采用實腹H鋼梁，與A、B排鋼筋混凝土柱剛接，變框排架為雙框架結(jié)構(gòu)，大大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，滿足抗震規(guī)范及高層建筑規(guī)范要求。
　　對于獨立的煤倉間，高度達48.72m，且樓層層高屬于高層建筑，必須采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，對剪力墻截面進行優(yōu)化，并按高規(guī)相關(guān)條文，對結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果逐一進行判定，使其滿足高規(guī)要求，也滿足抗震要求。
　　對于高烈度的鋼筋混凝土主廠房可以考慮設(shè)置消能減震系統(tǒng)，以減少樓層側(cè)移及梁柱應(yīng)力集中，從而大大優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面及抗震性能，使鋼筋混凝土主廠房設(shè)計更合理，抗震更。