火电厂结构作为重要生命线工程,在地震中要求其生产功能不能中断。该类结构存在明显的质量、刚度分布极不均匀现象,在地震下容易发生局部甚至整体破坏。为了研究火电厂结构的抗震性能,2021年高向宇教授团队在kaiyun体育网页版官方网大型多功能振动台阵实验室对8度区乙类抗震设防采用防屈曲支撑(BRB)的电力主厂房结构进行了振动台试验,研究了结构在单向、双向、三向、多遇地震、设防地震、罕遇地震、超罕遇地震以及I、II、III、IV四类场地条件下结构的加速度响应、位移响应、动力特性、柱脚应变响应、防屈曲支撑耗能情况。该振动台试验工程原型为2×1000MW超临界燃煤机组的主厂房,抗震设防烈度为8度,加速度0.20g,设计地震分组为第1组,场地类别为Ⅳ类,场地特征周期0.65s。原型结构由汽机房、除氧间、煤仓间三部分构成,总跨度61米(X向),宽度57米(Y向),边跨标高61米,结构梁柱主要使用Q345钢材,钢支撑主要使Q345工字钢,部分使用Q235工字钢,结构共布置151根X向钢支撑,153根Y向钢支撑,结构总质量为50203.16吨。
研究结果表明:火电厂主体建筑采用屈曲约束支撑后,可以减小结构在地震作用下的破坏和扭转响应,有效阻断非弹性扭转的发生,减小平移-扭转耦合效应。同时,可以减小由起重机和轨道组成的平面位移场的畸变幅值,对提高屋桁架、起重机、煤斗、低延性连接件的可靠性起到关键作用,也有利于实现性能化抗震设计,该研究成果可以提升生命线工程的抗震性能和结构的安全性能。

图1 模型设计


图2 振动台试验照片


