專利名稱：具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑物鋼結構體系，特別涉及一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系。
背景技術：
電力是國民經濟的重點基礎產業，在火力發電廠中采用大容量機組(600MW以上)，不僅技術指標先進，而且環保優勢和節能降耗效果明顯，符合戰略大局，具有廣闊的發展和應用前景。主廠房是火電廠的核心部分，一般采用包含汽機房、除氧間和煤倉間的三列式結構。在火電廠主廠房結構設計中，由于生產工藝的要求，常常出現部分為多層、部分為單層 的大空間體系，該結構體系與一般民用建筑中的框架結構不同，由于設備種類繁多，運行參數復雜，導致其整體結構布置復雜，空間整體性能較差，荷載傳遞路線不明確，從而導致其抗震性能較差。過去中、小型機組主廠房常采用鋼筋混凝土結構體系，而隨著國家電力行業的發展，單機容量不斷增大，結構高度、跨度、荷重也隨之加大，結構動力特性更為復雜，結構承受的地震作用也更大，此時，傳統的鋼筋混凝土結構在高烈度區大容量機組主廠房中已不適合，結構出現部分底層柱的軸壓比偏大，地震作用下結構層間位移、頂點位移偏大等問題，因此在8度設防及以上高烈度地區，鋼筋混凝土結構形式已經不能滿足大容量機組主廠房的要求。為了推進火電廠結構體系創新，改善主廠房結構的抗震性能，亟待開發出一種新型結構體系，適用于高烈度區的大容量機組主廠房。鋼結構布局靈活，機械化和工業化程度高，抗震性能好，是環保型的可持續發展產品。因此，大型火電主廠房采用鋼結構組合體系，可以克服鋼筋混凝土結構的缺點，滿足高烈度地區大容量機組主廠房剛度及承載力要求。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系，由兩個框架結構和一個鋼骨架組成，體系中存在錯層結構，抗震性能良好。為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系，包括依次相接的第一框架結構I、第二框架結構2以及鋼骨架3，所述鋼骨架3是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結構。第一框架結構I高于第二框架結構2，第二框架結構2高于鋼骨架3。第一框架結構I和第二框架結構2均為多層鋼框架結構。所述第一框架結構I的框架中設置有若干鋼斜支撐4。所述第一框架結構I的框架中設置有一個由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5。所述第一框架結構I與第二框架結構2采用剛接方式連接，共用箱形柱13，第一框架結構I上有箱形梁14，第二框架結構2上有工字梁15，箱形柱13 —側外接箱形梁14，相對一側外接工字梁15，箱形梁14的上翼緣和工字梁15的上翼緣在同一水平面上，箱形梁14的下翼緣低于工字梁15的下翼緣，從而形成第一十字形不規則節點6。所述鋼骨架3的右邊柱11與上端鋼梁10的一端鉸接，左邊柱12與上端鋼梁10的另一端鉸接，所述第二框架結構2與鋼骨架3交接于右邊柱11，所述鋼骨架3中設置有第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9。所述第二框架結構2上有小工字梁17，所述第一單跨兩層鋼框架8上有大工字梁16，所述鋼骨架3的右邊柱11為工字柱，右邊柱11的右側接小工字梁17，左側接大工字梁16，所述小工字梁17的上翼緣和大工字梁16的上翼緣在同一水平面上，小工字梁17的下翼緣低于大工字梁16的下翼緣，形成第二十字形不規則節點7。
與現有技術相比，本發明的有益效果是I)施工方便，鋼構件可以在加工廠中提前加工完成，運輸到現場后，直接吊裝到指定位置進行連接，施工速度快；2)滿足工藝要求，節約鋼材，在不規則節點兩側采用不同截面高度的鋼梁，既可保證在荷載較大一側承載力滿足要求，又可以避免在荷載較小一側鋼材的浪費；3)剛度大，承載力高，抗震性能好，試驗研究表明，該鋼結構組合體系的延性和耗能能力與鋼框架結構相似，抗震性能完全優于鋼筋混凝土結構，使鋼結構主廠房體系能夠在高烈度區火電廠大容量主廠房中得以推廣應用。


附圖為本發明鋼結構組合體系示意圖的主視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。如附圖所示，為一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系的主視圖。鋼結構組合體系包括在水平方向上依次相接的第一框架結構I、第二框架結構2以及鋼骨架3，所述鋼骨架3是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結構。其中第一框架結構I和第二框架結構2均為多層鋼框架結構，第一框架結構I高于第二框架結構2，第二框架結構2高于鋼骨架3，從而形成一種錯層結構。第一框架結構I的框架中設置有若干鋼斜支撐4和由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5。第一框架結構I與第二框架結構2采用剛接方式連接，共用箱形柱13，第一框架結構I上有箱形梁14，第二框架結構2上有工字梁15，箱形柱13 —側外接箱形梁14，相對一側外接工字梁15，箱形梁14的上翼緣和工字梁15的上翼緣在同一水平面上，箱形梁14的下翼緣低于工字梁15的下翼緣，從而形成第一十字形不規則節點6。鋼骨架3的右邊柱11與上端鋼梁10的一端鉸接，左邊柱12與上端鋼梁10的另一端鉸接，所述第二框架結構2與鋼骨架3交接于右邊柱11。所述鋼骨架3中設置有第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9，第一單跨兩層鋼框架8和第二單跨兩層鋼框架9內部的梁柱間都采用剛接方式；第二框架結構2上有小工字梁17，所述第一單跨兩層鋼框架8上有大工字梁16，所述鋼骨架3的右邊柱11為工字柱，右邊柱11的右側接小工字梁17，左側接大工字梁16，所述小工字梁17的上翼緣和大工字梁16的上翼緣在同一水平面上，小工字梁17的下翼緣低于大工字梁16的下翼緣，形成第二十字形不規則節點7。本發明的工作原理是鋼結構組合體系由第一框架結構I、第二框架結構2和鋼骨架3組成，第一鋼框架I的底層層高較大，頂部設置由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架5，提高其剛度。第一鋼框架I加入若干鋼斜支撐4，既可以減少用鋼量，也能確保剛度和承載力，符合抗軸力構件比抗彎構件傳力效率高的基本原理。鋼骨架3可以保證結構具有較大的操作空間，滿足生產工藝要求，下部設置兩個單跨兩層的鋼框架，既可提高結構整體的剛度，又可作為生產中的操作平臺。第二鋼框架2承受的荷載小于第一鋼框架I以及鋼骨架3中設置的鋼框架，因此鋼框架I和鋼骨架3中鋼框架的鋼梁的截面比鋼框架2中高得多，從而使鋼梁與鋼柱連接形成十字形不規則節點，提高了節點核心區的抗剪能力，節約鋼材。鋼梁與鋼柱采用栓焊混合連接或全焊連接的剛性連接，在節點核心區的梁翼緣對應高度處設置加勁肋，保證傳力明確。該鋼結構組合體系既能夠滿足大容量機組主廠房的工藝要求，又具有良好的承載能力和抗震性能。
權利要求
1.一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系，其特征在于，包括依次相接的第一框架結構(I)、第二框架結構(2)以及鋼骨架(3)，所述鋼骨架(3)是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結構。
2.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，第一框架結構(I)高于第二框架結構(2)，第二框架結構(2)高于鋼骨架(3)。
3.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，第一框架結構(I)和第二框架結構(2)均為多層鋼框架結構。
4.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，所述第一框架結構(I)的框架中設置有若干鋼斜支撐(4)。
5.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，所述第一框架結構(I)的框架中設置有一個由上下鋼梁和中間短斜支撐組成的桁架(5 )。
6.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，所述第一框架結構(I)與第二框架結構(2)采用剛接方式連接，共用箱形柱(13)，第一框架結構(I)上有箱形梁(14)，第二框架結構(2)上有工字梁(15)，箱形柱(13) —側外接箱形梁(14)，相對一側外接工字梁(15)，箱形梁(14)的上翼緣和工字梁(15)的上翼緣在同一水平面上，箱形梁(14)的下翼緣低于工字梁(15)的下翼緣，從而形成第一十字形不規則節點(6)。
7.根據權利要求I所述的鋼結構組合體系，其特征在于，所述鋼骨架(3)的右邊柱(11)與上端鋼梁(10)的一端鉸接，左邊柱(12)與上端鋼梁(10)的另一端鉸接，所述第二框架結構(2)與鋼骨架(3)交接于右邊柱(11)，所述鋼骨架(3)中設置有第一單跨兩層鋼框架(8)和第二單跨兩層鋼框架(9)。
8.根據權利要求7所述的鋼結構組合體系，其特征在于，所述第二框架結構(2)上有小工字梁(17)，所述第一單跨兩層鋼框架(8)上有大工字梁(16)，所述鋼骨架(3)的右邊柱(11)為工字柱，右邊柱(11)的右側接小工字梁(17)，左側接大工字梁(16)，所述小工字梁(17)的上翼緣和大工字梁(16)的上翼緣在同一水平面上，小工字梁(17)的下翼緣低于大工字梁(16)的下翼緣，形成第二十字形不規則節點(7)。
全文摘要
一種具有高抗震性的大型火電廠鋼結構組合體系，包括依次相接的第一框架結構、第二框架結構以及鋼骨架，所述鋼骨架是由若干桿件組成、相互之間形成剛接或鉸接的結構，第一框架結構和第二框架結構均為多層鋼框架結構，并且第一框架結構高于第二框架結構，第二框架結構高于鋼骨架，本發明施工方便，鋼構件可以在加工廠中提前加工完成，到現場直接吊裝到指定位置進行連接，施工速度快，在不規則節點兩側采用不同截面高度的鋼梁，既可保證在荷載較大一側承載力滿足要求，又可以避免在荷載較小一側鋼材的浪費，該鋼結構組合體系的延性和耗能能力與鋼框架結構相似，抗震性能完全優于鋼筋混凝土結構，能夠在高烈度區火電廠大容量主廠房中推廣應用。
文檔編號E04B1/98GK102704718SQ201210171029
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者劉祖強, 彭修寧, 梁炯豐, 薛建陽 申請人:西安建筑科技大學