型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房，包括汽機房排架、除氧間框架以及輔助跨框架三部分組成。其中，汽機房排架和除氧間框架采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土支柱，輔助跨部分采用鋼筋混凝土支柱；主廠房的縱向主梁采用鋼筋混凝土梁，橫向主梁采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土梁。本發(fā)明具有良好的抗震性能，并且可以滿足各種復雜工藝布置的要求。相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系而言，具有結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良、梁和柱截面減小、空間更便于工藝布置等優(yōu)點；相對于鋼結(jié)構(gòu)體系而言，具有造價相對低廉、抗腐蝕性強、耐火性能好以及后期維護成本低等優(yōu)點。
【專利說明】型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑領域，具體涉及一種型鋼混凝土(3%)結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房。
【背景技術】
[0002]核能具有穩(wěn)定性好、清潔等優(yōu)點，是目前公認的唯一可以大規(guī)模取代化石燃料的潔凈能源，也是我國解決能源與環(huán)境問題最現(xiàn)實的途徑。積極推進核電建設，將有助于滿足我國不斷增長的能源需求，保障能源供應與安全，保護環(huán)境，實現(xiàn)電力工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展，提升我國綜合經(jīng)濟實力、工業(yè)技術水平和國際地位。
[0003]核電廠常規(guī)島主廠房作為重要的生命線工程，在地震作用下，一旦破壞，會造成巨大的財產(chǎn)損失、人員傷亡以及不可挽回的環(huán)境破壞。但是由于核電廠生產(chǎn)工藝的要求限制，設備種類繁多，運行參數(shù)復雜，導致常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)整體布置不規(guī)則，空間整體性能較差，荷載傳遞路徑不夠明確。
[0004]目前在建及現(xiàn)役的核電廠常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)體系主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。
[0005]對于鋼筋混凝土核電廠常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)體系而言，框排架主廠房全部采用鋼筋混凝土梁和柱。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系本身的不足，其整體抗震性能差、抗震能力偏低，存在較多的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)安全儲備偏低，不宜在高烈度地區(qū)使用；框排梁、柱截面大，結(jié)構(gòu)自重也大、占據(jù)空間；混凝土結(jié)構(gòu)需埋設工藝專業(yè)的預埋件，埋件的品種多、數(shù)量大，施工時易漏埋、錯埋。
[0006]對于鋼結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)體系而言，框排架主廠房全部采用鋼結(jié)構(gòu)梁和柱，同時加設鋼支撐。雖然鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強度高、延性好，對地震有較好的適應性，但是鋼結(jié)構(gòu)主廠房剛度小、整體和局部穩(wěn)性差；鋼結(jié)構(gòu)的造價高、耐火性能差；而且核電廠在運行過程中要產(chǎn)生巨大的熱量，需要用水作為載體進行散熱，同時考慮到大件設備的運輸問題，核電廠在選址時一般靠海，鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能也較差。
[0007]因此，尋求一種抗震性能優(yōu)良、耐久性好、經(jīng)濟技術綜合性好的常規(guī)規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)形式具有重大的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對現(xiàn)有的常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)體系存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種適用于核電廠常規(guī)島主廠房的結(jié)構(gòu)體系，采用此種體系，能夠有效改善核電廠常規(guī)島主廠房的抗震性能、抗腐蝕性，保證核電廠常規(guī)島主廠房的安全運行、降低后期維護費用，使得該種結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟和技術性能同時得到提高。
[0009]為了完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0010]一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房，包括依次相接的汽機房、除氧間和輔助跨；其特征在于，所述汽機房排架采用內(nèi)置II型鋼的型鋼混凝土柱；所述汽機房排架橫向的梁采用內(nèi)置II型鋼的型鋼混凝土梁；所述汽機房排架縱向的梁采用鋼筋混凝土梁；所述除氧間框架采用內(nèi)置II型鋼的型鋼混凝土柱；所述除氧間框架橫向的梁采用內(nèi)置II型鋼的型鋼混凝土梁；所述除氧間框架縱向的梁采用鋼筋混凝土梁。
[0011]進一步的，所述輔助跨框架的柱采用鋼筋混凝土柱；輔助跨框架的梁采用鋼筋混凝土梁。
[0012]進一步的，所述框排架部分的結(jié)構(gòu)采用混合結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的，所述主廠房總長度125%由11個開間組成，共12條軸線，寬70米，分3跨；其中，汽機房寬42.50，除氧間寬130，輔助跨寬14.50 ；主廠房總高度為52.細工八?
1.2為汽機房，1.2?1.？為除氧間，1.？?1.為輔助跨；各構(gòu)件截面尺寸如下:
[0014]八列柱:厶28.6111 以下山XII:800^1600 ；型鋼:?。?200X500X20X30，
[0015]厶28.6111 以上 4X11:800 X 1200 ；型鋼:冊00 X 500 X 20 X 30 ；
[0016]8、0 列柱:軸線⑴、(12)山 XI1:1000 X 1200 ；型鋼:！1800\500X20X30，
[0017]軸線(2)?(11)山X。:800 X 800 ；型鋼 ^500X500X20X30 ；
[0018]1/8，1/(3 列柱:軸線(12)山 XI1:1000 X 1200 ；型鋼:！1800\ 500X20X30，
[0019]軸線(10),(11)山XII:800\800 ；型鋼 #500X500X20X30 ；
[0020]列柱:軸線(1)山 XI1: 1000X1200 ；型鋼:?。?00 X 500 X 20 X 30，
[0021〕軸線(2)、(3)山 X11:800 X 800 ；型鋼:腳0 X 500 X 20 X 30 ；
[0022]2 列柱:厶 28.6111 以下山X。:900^1700 ；型鋼:！！1300X600X20X30，
[0023]厶28.6111 以上 4X11:900 X 1300 ；型鋼:冊00 X 600 X 20 X 30 ；
[0024]？列柱:厶 19.2? 以下山X。:800^1600 ；型鋼:?。?200X500X20X30，
[0025]厶19.2? 以上山 XI1:800 X 1200 ；型鋼:冊00 X 500 X 20 X 30 ；
[0026]6列柱:鋼筋混凝土柱800 X 1000。
[0027]上述型鋼混凝土柱截面及內(nèi)置型鋼尺寸單位為皿。
[0028]與目前在建以及現(xiàn)役核電廠常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0029]相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系而言，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系具有整體工作性能好、承載能力高、變形能力和延性好、截面尺寸小、使用性能好等優(yōu)點。
[0030]相較于鋼結(jié)構(gòu)體系而言，型鋼混凝土結(jié)具有剛度大、整體和局部穩(wěn)定性能好、造價相對低廉、抗腐蝕性強、耐火性能好以及后期維護成本低等優(yōu)點。
[0031]綜上，核電廠常規(guī)島主廠房采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系，能夠有效現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體系的缺陷，在滿足高烈度地區(qū)大容量機組主廠房對于抗震的要求的同時，達到抗震性能、抗腐蝕性與經(jīng)濟性等幾個方面的綜合平衡。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系的主視圖。
[0033]圖2是本發(fā)明的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系的平面布置示意圖。
【具體實施方式】
[0034]遵循本發(fā)明的技術方案，本實施例的核電廠常規(guī)島主廠房如圖1、2所示。為了方便說明，將核電廠常規(guī)島主廠房的長度方向稱為縱向，寬度方向稱為橫向。
[0035]本實施例的主廠房結(jié)構(gòu)體系的總長度1250，由11個開間組成，共12條軸線，寬70米，分3跨。其中，汽機房1寬42.50,除氧間2寬130，輔助跨3寬14.50 ；結(jié)構(gòu)體系總高度為52.細。丁.六?！'.2為汽機房1，丁.2.？為除氧間2，丁..6為輔助跨3。
[0036]運轉(zhuǎn)層標高為10.50%地下室頂板標高為0.00“中間層)，除氧間2中除氧器層的標高為19.500。其中，除氧間2和輔助跨3為多層框架結(jié)構(gòu)，汽機房1采用排架形式。
[0037]汽機房排架4和除氧間框架7采用內(nèi)置!I型鋼的型鋼混凝土柱；輔助跨部分采用鋼筋混凝土柱。主廠房縱向的梁采用鋼筋混凝土梁，橫向的梁采用內(nèi)置II型鋼的型鋼混凝土梁。
[0038]以下通過具體實施例及計算分析對本發(fā)明做進一步的說明。
[0039]以0\？1400型鋼混凝土(3%)結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房為原型，采用3八?2000有限元軟件進行分析。
[0040]本實施例采用型鋼混凝土(3%)結(jié)構(gòu)框排架體系，為單框架、單排架和輔助跨組成的三列式結(jié)構(gòu)形式。按7度(0.153 III類場地設計，構(gòu)造按8度考慮。結(jié)構(gòu)長125%由11個開間組成，柱距有100和130兩種；寬70米，共3跨(其中汽機房寬42.5%除氧間寬13111，輔助跨寬 14.5111)。
[0041]汽機房1頂部布置鋼桁架，下弦標高為38.加，上弦兩端標高為41.7%中間標高為40.6111。汽機房1屋面采用100臟厚復合壓型鋼板輕型屋面，其他屋面采用100臟厚壓型鋼板(70111111高)做底模的組合樓板，10.5111層和夾層樓板采用150臟厚的混凝土樓板，19.5111層樓板采用120皿厚的混凝土樓板，其他樓板采用150皿混凝土樓板，結(jié)構(gòu)中所用混凝土均采用045強度的混凝土。
[0042]本實施例中，常規(guī)島主廠房的主要構(gòu)件截面尺寸如下:
[0043]八列柱:厶28.6111 以下山XII:800^1600 ；型鋼:??！1200X500X20X30，
[0044]厶28.6111 以上山 XI1:800 X 1200 ；型鋼:冊00 X 500 X 20 X 30 ；
[0045]8、0 列柱:軸線(1), (12)山 XI1:1000 X 1200 ；型鋼:！1800\ 50(^2(^ 30，
[0046]軸線(2)?(11)山X。:800 X 800 ；型鋼 ^500X500X20X30 ；
[0047]1/8，1/(3 列柱:軸線(12) 4X11:1000 X 1200 ；型鋼:！1800\ 50(^2(^ 30，
[0048]軸線(10),(11)山 XII:800\800 ；型鋼 #500X500X20X30 ；
[0049]列柱:軸線(1)山 XI1: 1000X1200 ；型鋼:??！800 X 500 X 20 X 30，
[0050]軸線(2)、(3)山X11:800 X 800 ；型鋼:腳0 X 500 X 20 X 30 ；
[0051]2 列柱:厶 28.6111 以下山X。:900^1700 ；型鋼:??！1300X600X20X30，
[0052]厶28.6111 以上 4X11:900 X 1300 ；型鋼:冊00 X 600 X 20 X 30 ；
[0053]？列柱:厶 19.2? 以下山X。:800^1600 ；型鋼:?。?200X500X20X30，
[0054]厶19.2? 以上山 XI1:800 X 1200 ；型鋼:冊00 X 500 X 20 X 30 ；
[0055]6列柱:鋼筋混凝土柱800 X 1000。
[0056]上述型鋼混凝土柱截面及內(nèi)置型鋼尺寸單位為111111。例如，13 XI！:800 X 1600表示該型鋼混凝土柱截面寬度為800臟，高度為1600臟0800X500 X 20X30，表示!I型鋼高度X寬度X腹板厚度X翼緣厚度，即該!I型鋼高800臟，寬500臟，腹板厚度20臟，翼緣厚度
30臟。
[0057]汽機房1布置兩臺吊車，需要在八28.6111處擱置吊車梁，因此，八、2兩列柱為變截面柱，上下截面及內(nèi)置型鋼尺寸均不同。
[0058]橫向梁為型鋼混凝土梁，縱向梁為鋼筋混凝土梁，數(shù)目以及截面種類較多。在進行型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的型鋼混凝土梁設計時，參考《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術規(guī)程(幾了 138-2001)1《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造與計算手冊》、《型鋼混凝土鋼筋排布及構(gòu)造詳圖(123(^904-1)》等相關規(guī)程與資料。
[0059]為了說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)體系的性能，以下給出對上述實施例的結(jié)構(gòu)體系的荷載分析。
[0060]本實施例的荷載條件如下:
[0061]1、恒載:本發(fā)明的恒載主要包含結(jié)構(gòu)自重及外加恒載，計算分析時所有構(gòu)件的自重可以過“？有限元軟件根據(jù)其截面及構(gòu)件長度自動求得，經(jīng)統(tǒng)計該結(jié)構(gòu)恒載約為654323^0
[0062]2、活載:本發(fā)明的活載主要包括樓地面活載、屋面活載、管道荷載、檢修荷載、區(qū)域荷載等。
[0063]3、風荷載:風荷載標準值按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進行計算。地面粗糙度類別取八級?；撅L壓取為60年一遇由于結(jié)構(gòu)的高寬比小于1.5，故不考慮風振對結(jié)構(gòu)的影響，即風振系數(shù)取為1。
[0064]4、重力荷載代表值:計算結(jié)構(gòu)的地震作用時，重力荷載代表值應取結(jié)構(gòu)、設備、管道等重力荷載標準值和可變荷載組合值之和。
[0065]一、動力特性分析
[0066]2000中的模態(tài)分析是線性分析。2000中通過生成一個分析工況，并將其設置為10也1來進行振型分析。本實施例為半地下室結(jié)構(gòu)，廠址區(qū)不存在影響地基穩(wěn)定性的地質(zhì)構(gòu)造和不良地質(zhì)作用，廠址區(qū)均為強度較高的硬質(zhì)巖類，不存在軟弱層及其夾層，地基不存在傾覆、滑移的可能。地面以下按粉土考慮，容重為201^^！3，由于廠房地處沿海，地下水位取為0%在計算側(cè)土壓力時候，取土的浮容重為計算提取該種結(jié)構(gòu)前130階模態(tài)。
[0067]二、單向地震作用反應譜分析
[0068]反應譜理論是以單質(zhì)點彈性體系在實際地震過程中的反應為基礎來進行結(jié)構(gòu)反應分析的，反應譜理論要求從現(xiàn)有的地震記錄中尋找有代表意義的標準反應譜。反應譜理論理論考慮了結(jié)構(gòu)動力特性與地震動特性之間的動力關系，還保持了原有靜力理論的形式。該理論計算簡單、概念合理，所以目前很多國家都采用這一計算理論。但反應譜理論的概念中沒有很好的反映地震持時的影響。
[0069]由于核電廠汽機廠房框排架結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量沿豎向分布嚴重不均勻，扭轉(zhuǎn)效應明顯，結(jié)構(gòu)前幾階振型耦合作用明顯。底部剪力法不適用于該類結(jié)構(gòu)的地震作用計算。采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)作用的振型分解反應譜法對其分析，同時進行單向和雙向水平地震作用效應對比分析。
[0070]三、雙向地震作用反應譜分析
[0071]對于核電廠常規(guī)島主廠房這種水平和豎向的剛度、質(zhì)量都不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形較為明顯，因此，考慮雙向水平地震動輸入是必要的。
[0072]地震作用下不規(guī)則結(jié)構(gòu)不同于規(guī)則結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)在于其所發(fā)生的平扭耦聯(lián)反應，結(jié)構(gòu)沿某軸的水平振動和繞某軸的扭轉(zhuǎn)振動均不再單獨出現(xiàn)，而是在耦聯(lián)在一起。雙向地震作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件還存在著強度和剛度相互影響，這些相互影響會使結(jié)構(gòu)在雙向地震作用下的反應增大。
[0073]《建筑抗震設計規(guī)范(⑶50011)》關于結(jié)構(gòu)考慮雙向水平地震作用的規(guī)定體現(xiàn)在三個方面，一是要求內(nèi)力分析采用空間模型，二是計算單向水平地震作用效應時要采用計及扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解反應譜法，三是對兩個方向地震作用所產(chǎn)生的同向地震作用效應進行組合。即雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應通過在結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別計算水平地震作用及其效應，然后對兩個方向地震作用引起的效應進行組合，予以考慮。
[0074]根據(jù)強震觀測記錄的統(tǒng)計分析，兩個方向地震加速度的最大值不相等，二者之比約為1:0.85 ；而且兩個方向的最大值不一定同時發(fā)生。為此將地震地面加速度作用在X、？向，振型組合采用(:％法，方向組合采用修正的法。
[0075]按下列公式的較大值確定雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應、:
8 隊=7巧+(0.85^)2
[0076]
8^=^^-+(0.8581)2
[0077]式中，、8,分別為X向、V向單向水平地震作用下按計及扭轉(zhuǎn)效應的(:％組合法則的振型分解反應譜計算的單向扭轉(zhuǎn)效應。
[0078]四、彈性時程分析
[0079]選取了三條地震波(兩條天然波八10 81^0波、報11'⑶55波和一條人工冊21(^045 ^)對型鋼混凝土(3%)結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房進行彈性時程分析。結(jié)果表明，本發(fā)明的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)彈性時程分析結(jié)果滿足《建筑抗震設計規(guī)范》中對時程分析法的規(guī)定，即每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的65 %，多條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的80%的規(guī)定。在結(jié)構(gòu)的彈性階段，時程分析法的結(jié)果滿足規(guī)范的相關規(guī)定，可以采用反應譜分析法對結(jié)構(gòu)進行彈性階段的設計、分析。
[0080]五、結(jié)論
[0081](1)模態(tài)分析中，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主廠房的振動以前三階振型為主，第一振型為縱向平動，基本無扭轉(zhuǎn)，第二振型為橫向平動，基本無扭轉(zhuǎn)，第三振型以扭轉(zhuǎn)為主，其扭轉(zhuǎn)周期與第一振型時平動的周期之比為0.78。
[0082](2)反應譜分析中，結(jié)構(gòu)受橫向地震作用時，層間位移角的最大值出現(xiàn)在38.層，達到1/685，結(jié)構(gòu)最大位移為29.4臟；縱向地震作用時，層間位移角最大值出現(xiàn)在38.加層，達到1/714，結(jié)構(gòu)最大位移為30.4皿，滿足規(guī)范對于層間位移間限值的要求。
[0083](3)單向地震作用下型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)變形呈彎剪型，結(jié)構(gòu)下部變形以彎曲變形為主，上部變形接近剪切變形。
[0084](4)雙向地震反應譜分析與單向地震作用的計算結(jié)果相比，雙向地震比單向地震下剪力平均增加0.4%，增加量很小，說明結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)很??；雙向輸入地震作用，結(jié)構(gòu)個別列柱的平均位移與單向地震作用下結(jié)構(gòu)的位移略有增大，總體與單向上位移值基本一致。
[0085](5)地震作用下，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應較小。在雙向地震力作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力比單向作用略有增大。
[0086](6)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)彈性時程分析結(jié)果滿足《建筑抗震設計規(guī)范》中對時程分析法的規(guī)定，即每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的65 %，多條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的80%的規(guī)定。其中，橫向基底縱剪力為反應譜分析結(jié)果的100.7%左右，縱向約為91.8%。在結(jié)構(gòu)的彈性階段，時程分析法的結(jié)果滿足規(guī)范的相關規(guī)定，可以采用反應譜分析法對結(jié)構(gòu)進行彈性階段的設計、分析。
[0087](7)采用有限元軟件對型鋼混凝土(3%)結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房進行了模態(tài)分析、反應譜分析和彈性時程分析。計算分析結(jié)果表明:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系抗震及使用性能優(yōu)良，延性好，具有較大的安全儲備，符合生命線工程的基本要求。
[0088]六、與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的計算分析對比
[0089]為了與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)對比，通過2000建立了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房有限元計算模型。汽機房平面布置參考上述型鋼混凝土結(jié)構(gòu)汽機廠房設計方案，主要構(gòu)件尺寸及其配筋根據(jù)前期計算結(jié)果及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房主要構(gòu)件尺寸確定。按7度III類場地設計，結(jié)構(gòu)長1250，由11個開間組成，柱距有100和130兩種；寬70米，共3跨(其中汽機房寬42.50，除氧間寬130，輔助跨寬14.5111),結(jié)構(gòu)總高度為 41.70111。
[0090]所施加的荷載與本發(fā)明實施例的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房相同。
[0091]有限元模型建立完成后，進行結(jié)構(gòu)的動力特性分析、單向地震反應譜分析、雙向地震反應譜分析以及彈性時程分析。
[0092]通過計算分析，得出了以下結(jié)論:
[0093](1)模態(tài)分析中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)核電廠汽機廠房的基本周期在1.258左右，第二振型與第一振型周期之比為0.975，第三振型周期(第一扭轉(zhuǎn)周期)與第一振型周期(第一平動周期)之比為0.81。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應比較明顯，前兩階振型為平動中帶扭轉(zhuǎn)，第三階振型以扭轉(zhuǎn)為主。
[0094]與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用較為明顯，對抗震不利。
[0095](2)單向地震反應譜分析中，結(jié)構(gòu)受橫向地震作用時，層間位移角的最大值出現(xiàn)在34.450，達到1/571，結(jié)構(gòu)最大位移為37.31^ ；縱向地震作用時，層間位移角最大值出現(xiàn)在38.1111層，達到1/708，結(jié)構(gòu)最大位移為35.4臟。
[0096]與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相比，在核電廠常規(guī)島主廠房梁、柱截面基本相同的條件下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在單向地震作用下，結(jié)構(gòu)的位移較大，最大層間位移也更接近規(guī)范的限值。因此，和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的變形能力更強，抗震性能更好。
[0097](3)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房質(zhì)量、剛度分布不均勻，排架跨下面布置密集，上面空曠，并且由于柱上梁在縱向和橫向布置存在標高差，或者縱向布置的梁和橫向布置的梁存在標高差，都會造成局部短柱，產(chǎn)生剪力突變。地震作用下，這些短柱柱承受了較大的剪力、彎矩，在設計中應給予重視。
[0098]七、與鋼結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的分析對比
[0099]核電廠在選址時一般靠海。海洋腐蝕對于鋼結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的腐蝕屬于電化學腐蝕。海洋大氣環(huán)境中的鹽塵、鹽霧在鋼結(jié)構(gòu)表面上產(chǎn)生吸濕潮解作用，使暴露在空中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面液膜的電導增大，加之氯離子本身具有很強的浸蝕性，因而會加劇腐蝕。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)由于有外包的混凝土，阻礙了型鋼、鋼筋與外部侵蝕性環(huán)境的直接接觸，因此，可以看出，相比于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房的抗腐蝕性和耐久性差，后期維護的成本較高。
[0100]綜上，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)體系，能夠有效克服鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷缺點，滿足高烈度地區(qū)大容量機組主廠房對于抗震的要求，達到抗震性能、抗腐蝕性與經(jīng)濟性等幾個方面的綜合平衡。
【權利要求】
1.一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房，包括依次相接的汽機房(I)、除氧間(2)和輔助跨⑶；其特征在于，所述汽機房排架⑷采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土柱；所述汽機房排架橫向的梁(5)采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土梁；所述汽機房排架縱向的梁(6)采用鋼筋混凝土梁；所述除氧間框架(7)采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土柱；所述除氧間框架橫向的梁(8)采用內(nèi)置H型鋼的型鋼混凝土梁；所述除氧間框架縱向的梁(9)采用鋼筋混凝土梁。
2.根據(jù)權利要求1所述的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房，其特征在于，所述輔助跨框架的柱(10)采用鋼筋混凝土柱；輔助跨框架的梁(11)采用鋼筋混凝土梁。
3.根據(jù)權利要求1所述的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)核電廠常規(guī)島主廠房，其特征在于，所述主廠房的總長度125m，由11個開間組成，共12條軸線，寬70米，分3跨；其中，汽機房(I)寬42.5m,除氧間(2)寬13m,輔助跨(3)寬14.5m ;主廠房總高度為52.9m ；T.A?T.E為汽機房(I)，T.E?T.F為除氧間⑵，Τ.F?Τ.G為輔助跨(3);各構(gòu)件截面尺寸如下: A 列柱:Δ 28.6m 以下:bXh:800X1600 ;型鋼:H1200X500X20X30,
Δ 28.6m 以上:bXh:800 X 1200 ;型鋼:H900 X 500 X 20 X 30 ； B、D 列柱:軸線(I)、(12):bXh =1000X1200 ;型鋼:H800X500X20X30, 軸線(2)?(11):bXh:800X800 ;型鋼:H500X500X20X30 ；1/B，1/C 列柱:軸線(12):bXh:1000X 1200 ;型鋼:H800X500X20X30， 軸線(10)、(11):bXh:800X800 ;型鋼:H500X500X20X30 ； C 列柱:軸線(I):bXh =1000X1200 ;型鋼:H800X500X20X30, 軸線(2)、(3):bXh:800X800 ;型鋼:H500X500X20X30 ； E 列柱:Δ 28.6m 以下:bXh:900X1700 ;型鋼:H1300X600X20X30,
Δ 28.6m 以上:bXh:900 X 1300 ;型鋼:H900 X 600 X 20 X 30 ； F 列柱:Δ 19.24m 以下:bXh:800X1600 ;型鋼:H1200X500X20X30, Δ 19.24m 以上:bXh:800X 1200 ;型鋼:H900X500X20X30 ； G列柱:鋼筋混凝土柱800 X 1000。 上述型鋼混凝土柱截面及內(nèi)置型鋼尺寸單位為_。
【文檔編號】E04H5/02GK104295129SQ201410558573
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權日:2014年10月20日
【發(fā)明者】白國良, 杜寧軍, 趙金全, 趙欣剛, 程思淵, 王夢杰, 謝波, 高涵 申請人:西安建筑科技大學