海门电厂装机容量为41000MW燃煤机组，设防烈度为8度，场地 土类别为类，基本风压为0.8kN/m2。海门电厂的主厂房布置经方案 论证比较，采用侧煤仓方案。由于汽机房、除氧间与煤仓间分拆成两 个各自独立的结构体系，在8度地震设防区，这两个独立体系要满足 抗震设计规范要求，必须对这两个独立体系作必要的改进、分析和优 化。 1 前言 汽机房屋面结构改用实腹式钢梁代替常用的空腹钢屋架，并使实腹 钢梁与A、B排钢筋混凝土柱端固接。使汽机房与除氧间形成刚接的 双框架结构。 2 汽机房、除氧间结构体系的优化 屋面H钢梁与砼柱刚接 (a) A隔板式节点 图1 三类固接节点 (b) B端板螺杆连接式节点 图1 三类固接节点 (c) C钢柱预埋节点 图1 三类固接节点 （1）A节点：隔板式节点 隔板式节点的破环集中在钢梁下翼缘截面的钢筋混凝土柱上，纵筋 屈服，混凝土开裂严重。为了达到“强节点，弱构件”，“强柱弱梁”的目 的，应采取如下措施： 加强预埋钢梁隔板与纵筋的连接，使与隔板连接的纵筋不至于 过早屈服； 在钢梁近节点区的上下翼缘进行削弱处理，使节点在该处形成 塑性铰，以耗散地震能量。 （2）B节点：端板螺杆连接式节点 端板螺杆连接式节点由于高强螺杆的预紧力作用，核心区混凝土 双向受力，性能有所提高，但节点破坏同样发生在钢筋混凝土柱上， 而不是靠近钢梁翼缘处形成塑性铰。因此，对该节点采取如下措施： 减小端板的厚度，使节点达到屈服时，端板能够产生一定的 变形，减小整个节点的刚度，对耗散地震能量有利； 在钢梁近节点区的上下翼缘进行“狗骨式”削弱处理，使节点 在该处形成塑性铰。以耗散地震能量。 （3）C节点：全钢构连接式节点 相对A、B节点而言，全钢构连接式节点具有较好的受力性能。节 点的承载能力满足设计要求，节点的延性、滞回性能较好，在地震作 用下，能较好通过自身的塑性变形来耗散能量。 实际采用：改进隔板式刚接点大样图 3. 汽机房、除氧间钢筋混凝土结构屋面H钢梁与AB柱刚接 抗震设计分析 3.1 汽机房、除氧间结构图 典型断面简图如图3所示： (a) 轴框架外形图 图3 汽机房、除氧间典型结构断面图 (b) 轴框架外形图 图3 汽机房、除氧间典型结构断面图 3.2 对结构平面规则性判定 在平面规则性方面，本方案汽机房除氧间属于楼板局部 不连续类型的不规则结构；而在竖向基本上是规则结构 。因此，本结构属于不规则结构，但不属于“特别不规 则”或“严重不规则”结构，符合建筑抗震设计规范 中强制性条文3.4.1条“建筑设计应符合抗震概念设计的 要求，不应采用严重不规则的设计方案”的要求。 3.3 侧煤仓方案汽机房除氧间第一阶段抗震分析 结果与抗震规范高规相关条款进行比较、判定。 3.3.1 柱轴压比 结结构形式 柱截面 （C40） 最大轴压轴压 比 规规范限 值值 规规范判定 钢钢筋混凝土框架结结 构 80016000.650.70满满足 表1 轴压比 3.3.2 周期振型 表2 振动周期 振型号方向 周期 （秒） Tt/T1规规范标标准规规范限值值 规规范 判定 1X向T11.54 0.68 高层层建筑 混凝土结结构 技术规术规 程 第4.3.5条 0.9满满足 2Y向T21.75 3转动转动 Tt1.05 3.3.3 楼层最小地震剪力系数（即整层剪重比） 表3 XY向整层剪重比 方向 楼层层最小剪重比规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向3.71% 建筑抗震设设 计规计规 范 第5.2.5条 =0.032满满足 Y向3.92% 3.3.4 弹性层间最大位移角 表4 楼层最大位移角 方向楼层层最大位移角规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向1/850 建筑抗震设设 计规计规 范第 5.5.1条 1/550满满足 Y向1/950 3.3.5 弹塑性层间最大位移角 表5 楼层最大位移角 方向楼层层最大位移角规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向1/110 建筑抗震设计设计 规规范第5.5.5条 1/50满满足 Y向1/150 4.侧煤仓间钢筋混凝土结构抗震设计分析 4.1 结构简图 典型平、断面简图如下图所示： （a） c2轴横向框架模板图 图4 侧煤仓间结构简图 （b）煤仓间7.500m结构平面布置图 图4 侧煤仓间结构简图 4.2 煤仓间框架剪力墙设计中的几个问题 4.2.1 关于短肢剪力墙的判别 高层钢筋混凝土结构技术规程7.1.2条规定，短肢剪力墙是指墙肢 截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面 高度与厚度之比大于8的剪力墙，按以上规定，煤仓间的剪力墙 高厚比大部分均在5-8之间，属于短肢剪力墙，不能满足高规 要求。 根据北京市建筑设计标准化办公室编制的建筑设计技术细则（结 构部分）规定，当T形、L形剪力墙满足一定条件，可不按短肢剪力墙 考虑，建筑设计技术细则（结构部分）5.5.5条文规定：短肢剪 力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，但当墙肢两侧均 与较强的连梁（连梁净跨与连梁截面高度之比满足La/Hb2.5）相连 时或有翼墙相连的短肢墙（翼墙长度应不小于翼墙厚度的3倍），可 不定义为短肢剪力墙，而是一般剪力墙，满足一般剪力墙承受的第一 振型底部地震倾覆力矩超过50%，符合高规的要求。 4.2.2 剪力墙厚度取值、墙体稳定等规范验算 侧煤仓构件截面尺寸、变形、总高、高宽比等尽量满足规范要求 ，避免超限情况出现。高层钢筋混凝土结构技术规程（JGJ3-2002） 第8.2.2 条规定，要求剪力墙厚度不应小于层高1/16，由于楼层层高 比较高，完全按照这个要求计算的剪力墙的厚度非常大，剪力墙的轴 压比值又远比规范的小，从经济角度考虑不合理，工艺专业要求的空 间也无法满足，因此，底层剪力墙厚度取500mm和600mm两种，然后按 高规附录D计算公式验算剪力墙的稳定，经验算，满足稳定要求。 4.3 侧煤仓方案煤仓间第一阶段抗震计算分析结果 比较、判定 4.3.1柱轴压比 表6 柱轴压比 结结构形式柱截面（C40）最大轴压轴压 比规规范限值值规规范判定 钢钢筋混凝土 框架结结构 柱1 120010000.48 0.70满满足 柱2 100020000.36 柱3 150010000.35 4.3.2 周期振型 表7 振动周期 振型 号 方向 周期 （秒） Tt/T1规规范标标准规规范限值值规规范判定 1X向T11.5232 0.706高层层建 筑混凝土 结结构技术术 规规程第 4.3.5条 满满足 2Y向T21.2240 3转动转动 Tt1.0749 4.3.3 楼层最小地震剪力系数（即整层剪重比） 表8 XY向整层剪重比 楼层层最小剪重比规规范标标准规规范限值值规规范判定 3.38% 建筑抗震设计设计 规规范 第5.2.5条 =0.032满满足 4.04% 4.3.4 弹性层间最大位移角 表9 楼层最大位移角 方向楼层层最大位移角规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向1/983 建筑抗震设计设计 规规范第5.5.1条 1/800满满足 Y向1/1277 4.3.5 弹塑性层间最大位移角 表10 楼层最大位移角 方向楼层层最大位移角规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向1/60 建筑抗震设计设计 规规范第5.5.5条 1/50满满足 Y向1/85 4.3.6 抗倾覆验算结果 表11 抗倾覆验算结果（地震作用） 方向 抗倾倾覆弯矩 Mr 倾倾覆弯矩 Mov 比值值 Mr/Mov 零应应力区 （%） 检验检验 X向936249637343325.070满满足 Y向32595354461997.310满满足 4.3.7 结构整体稳定验算结果 表12 结构整体稳定验算结果 方向刚刚重比规规范标标准规规范限值值规规范判定 X向7.18 高层层建筑混凝土 结结构技术规术规 程第 5.4.4条 1.4满满足 Y向12.34 5.结论及建议 8度地震区侧煤仓方案的汽机房煤仓间结构，汽机房屋采 用实腹H钢梁，与A、B排钢筋混凝土柱刚接，变框排架为 双框架结构，大大提高结构的抗震性能，满足抗震规范及 高层建筑规范要求。 5.结论及建议 对于独立的煤仓间，高度达48.72m，且楼层层高属于高层 建筑，必须采用框架剪力墙结构，对剪力墙截面进行优化 ，并按高规相关条文，对结构分析的结果逐一进行判定， 使其满足高规要求，也满足抗震要求。 5.结论及建议 对于高烈度的钢筋混凝土主厂房可以考虑设置消能减震系 统，以减少楼层侧移及梁柱应力集中，从而大大优化结构 构件截面及抗震性能，使钢筋混凝土主厂房设计更合理， 抗震更高效。 L/O/G/O 2009年8月 谢谢 谢谢 大大 家！家！ 广东省电力设计研究院土建部 周雷靖：020-32117752，13600455176 王日云：020-32117658，13609799396 杨培红：020-32118815，13902280706 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview