CN103088906B - 用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构 - Google Patents

用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，包括钢煤斗、煤斗梁、框架柱、水平隔震支座、阻尼器；其中：水平隔震支座连接煤斗和煤斗梁，水平隔震支座提供大的竖向刚度以支承煤斗的重力，同时提供小的水平刚度以实现支承式煤斗的隔震功能；通过合理设计水平隔震支座的水平刚度，使得水平隔震支座与煤斗形成的体系的振动周期在主厂房结构在大震作用下的周期相近，以实现支承式煤斗的调频功能；阻尼器在水平平面内连接煤斗与框架柱，当煤斗和框架柱相对运动时阻尼器提供较大的阻尼力，以限制支承式煤斗的运动幅度，同时提高结构的附加阻尼。本发明可以用于新建火电厂主厂房结构或旧有火电厂主厂房结构的抗震加固。

Description

用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构
【技术领域】
本发明涉及新建火电厂主厂房的抗震设计、减震控制和旧有火电厂主厂房结构的抗震加固技术领域，特别涉及一种支承式煤斗减震结构。
【背景技术】
近年来我国连续发生了多次具有较大破坏力地震，其中汶川地震、玉树地震造成的生命和财产损失，举国为之同悲。我国有很多大型火电厂建立在高地震烈度地区，在地震中，火电厂应该保证足够的安全，以便在震后救灾时提供至关重要的电能。因而减轻火电厂主厂房结构在地震作用中发生破坏性损失具有重要的经济价值和社会意义。
火电厂主厂房目前一般采用常规方法进行抗震设计，即通过构件的弹塑性行为耗散大震作用下的地震能量。而大型火力发电厂的燃料主要是煤，按照工艺布置的要求对每台锅炉一般都要配备5-6个煤斗，每个煤斗的储煤量一般为800-1000吨，主厂房结构根据工艺***的要求，煤斗布置的位置都很高，一般在30-40米左右。由于煤的质量巨大，作用位置高，因此对整个主厂房结构产生的水平地震作用也会很大，特别是在高烈度地震区，这是影响主厂房结构抗震性能的主要因素之一，导致按常规方法设计的火电厂主厂房构件截面过大，且抗震性能不理想。
【发明内容】
本发明的目的在于提高传统火电厂主厂房结构的抗震性能，提出一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，以降低煤斗地震作用、增大结构附加阻尼、实现煤斗调频作用，最终实现提高火电厂主厂房结构抗震性能的目标。该减震技术适用于高烈度区火电厂主厂房结构。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，包括钢煤斗、框架柱和煤斗框架；钢煤斗支撑于煤斗框架上，钢煤斗的外周设有裙板；煤斗框架固定于框架柱上；钢煤斗的裙板底部设有若干钢支座，煤斗框架上设有若干水平隔震支座；钢煤斗的若干钢支座压于对应水平隔震支座上；框架柱通过若干水平设置的阻尼器连接钢煤斗。
本发明进一步的改进在于：钢煤斗包括圆筒形的煤斗上部和圆锥形的煤斗下部；裙板设置于煤斗上部的下部外周处。
本发明进一步的改进在于：所述煤斗框架为八边形煤斗框架，该八边形煤斗框架由两根框架横梁兼煤斗横梁、两根煤斗纵梁和四根煤斗斜梁围绕形成；所述框架柱包括四根；两根框架横梁兼煤斗横梁横向固定于对应的两根框架柱之间，两根煤斗纵梁纵向平行固定于两根框架横梁兼煤斗横梁之间，相邻煤斗纵梁与框架横梁兼煤斗横梁之间固定有煤斗斜梁；所述钢支座和水平隔震支座均为八个，八边形煤斗框架的八个边上各设有一个水平隔震支座；八个钢支座对应压于八个水平隔震支座上。
本发明进一步的改进在于：四根框架柱纵向每侧通过两根框架横梁固定连接。
本发明进一步的改进在于：所述阻尼器的一端通过阻尼器连接件与钢煤斗铰接，另外一端与框架柱三向铰接。
本发明进一步的改进在于：所述阻尼器为八个，两个阻尼器共用一个阻尼器连接件，阻尼器连接件与钢煤斗的裙板焊接固定；一对框架柱之间设置有一对阻尼器和一对阻尼器共用的一个阻尼器连接件。
本发明进一步的改进在于：所述的水平隔震支座为橡胶垫、叠层橡胶垫或摩擦盘。
本发明进一步的改进在于：所述的阻尼器为粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器、铅阻尼器、摩擦阻尼器、软钢阻尼器或形状记忆合金阻尼器。
本发明一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构中，水平隔震支座连接煤斗和煤斗梁，水平隔震支座提供大的竖向刚度以支承煤斗的重力，同时提供小的水平刚度以实现支承式煤斗的隔震功能；通过合理设计水平隔震支座的水平刚度，使得水平隔震支座与煤斗形成的体系的振动周期在主厂房结构在大震作用下的周期相近，以实现支承式煤斗的调频功能；阻尼器在水平平面内连接煤斗与框架柱，当煤斗和框架柱相对运动时阻尼器提供较大的阻尼力，以限制支承式煤斗的运动幅度，同时提高结构的附加阻尼。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
通过水平隔震支座连接煤斗与框架梁以后，一方面可明显减轻煤斗的绝对加速度响应，从而降低结构的侧向地震作用，另一方面支承式煤斗的调频作用可以起到减震效果；通过阻尼器连接煤斗与框架柱以后，一方面可以减轻支承式煤斗的运动幅度，另外一方面可以利用煤斗与框架柱的相对变形驱使阻尼器工作，从而提高结构的附加阻尼。隔震支座与阻尼器的配合使用，最终可以大幅度提高结构的抗震性能。另外，在某些高烈度区传统钢筋混凝土框架结构形式在应用时受到限制，但采用支承式煤斗减震技术后，钢筋混凝土结构形式也是可以采用的，可为大型火电厂主厂房的建设节省数百万元人民币的工程造价。
【附图说明】
图1是本发明提出的一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构的整体示意图；
图2是图1所示支承式煤斗减震结构的俯视图；
图3是图2所示支承式煤斗减震结构的侧视图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1至图3所示，本发明一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，包括8个水平隔震支座1、8个阻尼器2、1个钢煤斗3、4个阻尼器连接件4、4根框架柱5和煤斗梁。
钢煤斗3包括圆筒形的煤斗上部31和圆锥形的煤斗下部32；煤斗上部31的下部外周设有裙板310。
煤斗梁包括两根框架横梁兼煤斗横梁60、两根煤斗纵梁61和四根煤斗斜梁62。
4根框架柱5横向，通过两根框架横梁兼煤斗横梁60固定连接，纵向每侧通过两根框架横梁51固定连接。
两根框架横梁兼煤斗横梁60内平行固定有两根煤斗纵梁61，煤斗纵梁61与框架横梁兼煤斗横梁60垂直设置，相邻煤斗纵梁61与框架横梁兼煤斗横梁60之间固定有煤斗斜梁62。两根框架横梁兼煤斗横梁60、两根煤斗纵梁61和四根煤斗斜梁62之间围绕形成一个八边形煤斗框架。钢煤斗3的裙板310底部设有8个钢支座，八边形煤斗框架的八个边上各设有一个水平隔震支座1；钢煤斗3支撑于八边形煤斗框架上，8个钢支座对应压于8个水平隔震支座1上。
阻尼器2的一端通过阻尼器连接件4与钢煤斗3铰接，另外一端与框架柱5三向铰接；两个阻尼器2共用一个阻尼器连接件4，阻尼器连接件4与钢煤斗3的裙板310焊接固定；一对框架柱5之间设置有一对阻尼器2和一对阻尼器2共用的一个阻尼器连接件4。
水平隔震支座1可以采用橡胶垫、叠层橡胶垫、摩擦盘等；水平隔震支座1具有较大的竖向刚度，以承担钢煤斗3的竖向荷载；水平隔震支座1水平刚度低，可以明显减轻煤斗的绝对加速度响应，采用水平隔震支座1连接的煤斗***的振动周期与结构周期相近，以起到调频减震作用；通过调频作用减轻整体结构的地震响应。阻尼器2可以采用粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器、铅阻尼器、摩擦阻尼器、软钢阻尼器、形状记忆合金阻尼器等，阻尼器2提供较大的阻尼力，可降低钢煤斗3的位移幅度，防止钢煤斗3与框架柱5的碰撞；阻尼器2还可以提高结构的附加阻尼。水平隔震支座1与阻尼器2的配合使用，可提高结构的抗震性能。

Claims (4)

1.一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，包括钢煤斗(3)、框架柱(5)和煤斗框架；钢煤斗(3)支撑于煤斗框架上，钢煤斗(3)的外周设有裙板；煤斗框架固定于框架柱(5)上；钢煤斗(3)的裙板底部设有若干钢支座，煤斗框架上设有若干水平隔震支座(1)；钢煤斗(3)的若干钢支座压于对应水平隔震支座(1)上；框架柱(5)通过若干水平设置的阻尼器连接钢煤斗(3)；所述煤斗框架为八边形煤斗框架，该八边形煤斗框架由两根框架横梁兼煤斗横梁(60)、两根煤斗纵梁(61)和四根煤斗斜梁(62)围绕形成，其特征在于：所述框架柱(5)包括四根；两根框架横梁兼煤斗横梁(60)横向固定于对应的两根框架柱(5)之间，两根煤斗纵梁(61)纵向平行固定于两根框架横梁兼煤斗横梁(60)之间，相邻煤斗纵梁(61)与框架横梁兼煤斗横梁(60)之间固定有煤斗斜梁(62)；所述钢支座和水平隔震支座(1)均为八个，八边形煤斗框架的八个边上各设有一个水平隔震支座(1)；八个钢支座对应压于八个水平隔震支座(1)上；四根框架柱(5)纵向每侧通过两根框架横梁(51)固定连接；所述阻尼器(2)的一端通过阻尼器连接件(4)与钢煤斗(3)铰接，另外一端与框架柱(5)三向铰接；所述阻尼器(2)为八个，两个阻尼器(2)共用一个阻尼器连接件(4)，阻尼器连接件(4)与钢煤斗(3)的裙板焊接固定；一对框架柱(5)之间设置有一对阻尼器(2)和一对阻尼器(2)共用的一个阻尼器连接件(4)。
2.根据权利要求1所述的用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，其特征在于：钢煤斗(3)包括圆筒形的煤斗上部(31)和圆锥形的煤斗下部(32)；裙板设置于煤斗上部(31)的下部外周处。
3.根据权利要求1所述的用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，其特征在于：所述的水平隔震支座(1)为橡胶垫、叠层橡胶垫或摩擦盘。
4.根据权利要求1所述的用于提高火电厂主厂房抗震性能的支承式煤斗减震结构，其特征在于：所述的阻尼器(2)为粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器、铅阻尼器、摩擦阻尼器、软钢阻尼器或形状记忆合金阻尼器。
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