火电厂主厂房结构抗震设计分析

李大涛

（西北电力设计院有限公司， 陕西 西安 710075）

1 火电厂主厂房结构的风险分析

火电厂主厂房结构在进行抗震设计的过程中，地震烈度区域不同，设计时所遵循的抗震原则也存在一定的差异性。具体来说，在进行抗震设计之前，必须要对地震作用下，火电厂主厂房结构中所存在的风险进行详细的分析，进而在此基础上进行有针对性的抗震设计。

具体来说，火电厂主厂房结构在地震中所面临的风险主要有：主厂房结构的屋面面临整体坍塌的风险，整体结构会出现明显扭转的现象，结构之间的连接方式会在地震的作用下，产生剪断破坏的现象；同时，主厂房机构的框架柱，在地震的作用下，也会产生不同状态的破坏，并且导致主厂房的钢筋、箍筋出现外露的现象，并导致混凝土结构出现破坏等现象[1]。

2 火电厂主厂房结构性能水平与性能目标分析

2.1 火电厂主厂房结构性能水平及划分

在火电厂主厂房结构抗震设计的过程中，按照工业建筑内部设备使用特点、设备震害调研的结果，可以将其分为位移、速度和加速度敏感型三种类型。其中，位移敏感型和加速敏感型设备是厂房主体结构中最为重要的设备，并其设备基础位置地面上。在此基础上，在进行抗震设计的过程中，可结合强烈地震下的位移敏感型设备、以及其结构的抗震性，对内部结构构件、非结构构件的综合性能进行详细的考虑。

2.2 火电厂主厂房结构性能指标

结合以往的眼部就不显示，结构破坏形态和破坏程度是影响建筑物结构性能的两个最为主要的因素。在强烈的地震作用下，火电厂主厂房的结构在剪切力的影响，会对其结构产生一定的破坏，并且当结构形态破坏的层间位移角在1/3300-1/1100之间的时候，剪力墙就会遭到破坏，而到结构形态破坏的层间位移角在超出这一范围的时候，剪力墙就会衰减剧烈，致使其刚度出现严重的衰减现象。但是在主厂房抗震结构设计的过程中，剪力墙出现轻微的破坏现象，是不会对结构的使用产生任何负面影响的，因此在设计的过程中，应将层间位移角的极限值进行适当的放宽，将其设置在1/1000[2]。

3 火电厂主厂房结构抗震设计要点分析

3.1 汽机房屋面抗震设计

汽机房屋面是火电厂主厂房结构中最为重要的组成部分，其抗震设计水平直接关系着整个主厂房结构抗震设计的水平。在具体对其进行抗震设计的过程中，可采用钢屋架、钢网架的方式，以提高汽机房屋面的抗震设计水平。在钢屋架结构设计的过程中可在水平、垂直的方向上，与屋面进行联合设计，进而在简化屋面设计的基础上，提升了屋面的设计水平，进而保证了整体的稳定性。同时，在对汽机房屋面进行抗震设计的过程中，还要对富余度设计进行详细的考虑，预防其主体结构出现变形的现象，避免其在地震作用下，屋面结构整体出现变形、失稳、坍塌等现象。

3.2 主厂房框架结构抗震设计

在对其进行抗震设计的过程中，必须要坚持“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，在设计的过程中，必须要对结构位移比、周期比、侧刚比等进行精准的计算，并将结果控制在规定的范围内，进而使其满足相应的设计原则；在进行结构布置设计上，应尽量避免使用短柱或者超短柱，并保证除氧器不位于结构的顶层，煤斗则采用支承式，以减轻结构的地震作用，进而将地震所带来的危害控制在最小的范围内。另外，在进行楼梯间、楼层大面积开动部位设计的过程中，应保持工艺协调，并保证其尽可能不位于结构的端部和角部，以免在地震的作用下，致使其结构扭转变形出现增大的现象；在对主厂房的纵向框架梁进行设计的过程中，应采用双梁布置的方式进行，避免其结构出现偏心的现象，以提高整体结构的稳定性[3]。

3.3 填充墙与非结构构件设计

在火电厂主厂房结构中，存在大量的填充墙、非结构构件，这也是抗震设计的要点。在具体进行设计的过程中，主厂房结构设计中所采用的砌体填充墙，主要是结合火电厂主厂房结构具体的抗震设计要求和设计规范，并对其腰梁、构造柱等进行规范的设计，并在此基础上，对墙体、框架梁柱进行设计，务必使其考证可靠、稳定的拉结。可以说，在进行填充墙设计过程中，不仅要增加整个体系的抗震性能，并要对其周围的结构进行保护，以免填充墙出现自身的问题。

在对主厂房结构进行抗震设计的过程中，非结构构建也是设计的重点。如：玻璃幕墙、雨蓬等，这些非结构构件在主体结构进行连接发的过程中，必须要对连接点的位置进行有效的设计和控制，同时还要对焊缝、螺栓等环节进行设计。在具体设计的过程中，应先利用抗震验算的方式进行计算，并在保证其使用的基础上，进一步提升其抗震和安全性能，进而全面提升主厂结构的安全性和稳定性。

3.4 厂房楼梯的结构设计

在火电厂主体结构的抗震设计中，楼梯是不可或缺的因素，在具体对其进行设计的过程中，应做到：首先，在进行主厂房结构设计中，应采用直板式的楼梯，并且保证楼梯不要选择在主厂房结构的端部位置，并且在梯板的端部配置梯梁。同时，在设计的过程中，加入楼梯的转弯处，恰恰位于楼层的中间，在进行下层楼面设计的过程中，应设计支撑梯梁，以提升楼梯的稳定性，进而全面提升主体结构的抗震性能。同时，在进行楼梯设计的过程中，切忌将其设计成拆板式，以防在地震的作用下，致使其出现折断等现象，进而对逃生和救援等产生阻碍；其次，在进行楼梯设计的过程中，还要切实结合其详细的抗震设计要求和规范，并结合厂房的主体结构、楼梯的规划形式等，对其进行规范的设计。

3.5 运转平台连接设计

在火电厂主体结构的抗震设计中，运转平台也是设计的重点所在。在具体对其进行设计的过程中，必须要在正常温度变形、水平地震的情况下，必须要保证其顺畅滑动，避免其在运行的过程中，主体结构和支承柱之间产生相互的干扰。同时，在设计过程中，还必须要根据主厂房的抗震设计要求和规范，并对防震缝进行精准的设计，以免在地震的作用下，发生机构错动碰撞的现象等；最后，在进行连接设计的过程中，还要加强抗震时的结构保护设计，进而全面提升主厂房结构的稳定性，将地震所带来的危害降到最小范围[4]。

4 结束语

综上所述，火电厂主厂房在规划设计中，抗震设计尤为重要。在具体进行抗震设计过程中，应充分结合火电厂主厂房在地震中所面临的风险，分别从汽机房屋面、主厂房框架结构、填充墙与非结构构件、厂房楼梯、运转平台连接等方面，加强抗渗设计，进而全面提升整个主厂房的抗震性能。