《重型鍋爐鋼結構廠房結構體系研究》是依託上海交通大學，由趙金城擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：重型鍋爐鋼結構廠房結構體系研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙金城
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
和普通的高層建築鋼結構相比，重型鍋爐鋼結構廠房無論在結構布置還是承受荷載方面都有明顯不同的特點，如雙向跨度相當、無樓板、豎向荷載巨大、主要構件截面尺寸超大等。本項目採用理論研究、有限元分析以及模型試驗相結合的方式對該類結構體系及其力學性能進行研究。首先，選取實際工程中套用的三種不同結構體系，採用有限元分析程式分別進行靜力力學性能分析，比較結構內力、變形、整體穩定等性能的不同特徵。有限元分析方法和分析結果的可靠性通過模型試驗進行驗證；其次，通過大量的有限元數值模擬，探索影響結構體系受力性能的主要參數如柱子數量、柱網間距、層高、節點連線形式等及其影響規律，在此基礎上，探討最優的結構體系；最後，針對該類結構的設計理論和設計方法，採用不同的結構分析方法進行結構分析計算，考察結構二階效應的影響及其影響因素，採用理論分析和有限元模擬相結合的方式，探索節點剛域對結構受力以及構件計算長度的影響。
結題摘要
火電廠鍋爐鋼結構體系是電站的核心組成部分,是生命線工程安全可靠運行的重要保障。鍋爐鋼結構具有體量大、體系複雜、荷載重等特點,而且其在荷載作用下的反應機制複雜,因此有必要對火電廠鍋爐鋼結構體系及其力學性能開展研究。 本課題研究在分析總結國內外研究現狀的基礎上,採用有限元分析、理論研究以及模型試驗研究相結合的方式對重型鍋爐鋼結構廠房結構體系進行研究，主要研究內容包括以下幾部分： 1、利用有限元軟體對構件和整體結構進行分析。以某一桁架筒體結構體系的實際工程為背景，研究了柱拼接對桁架筒體結構體系的影響。此外，分析了不同桿端約束拼接鋼柱構件的整體穩定性能，得到了相應的構件計算長度係數，及拼接位置和拼接剛度對拼接鋼柱整體穩定性能的影響規律。 2、利用靜力平衡法，推導得到考慮拼接節點影響的壓彎構件的穩定函式。將得到的穩定函式在一平面框架中的彈性屈曲及二階分析中予以套用，通過參數分析及有限元分析驗證其有效性和精確性，為整體結構高等分析奠定基礎。 3、推導了考慮柱拼接影響的半剛性支撐鋼結構層穩定方程，給出了臨界支撐剛度的計算方法，並通過算例分析，與有限元分析結果對比，驗證了其有效性，分析了柱拼接對結構整體穩定的影響。 4、完成了重型鍋爐鋼結構廠房結構體系模型試驗，對比分析了傳統塔式鍋爐鋼架結構體系和桁架筒體鍋爐鋼架結構體系的受力性能和破壞機理。 5、桁架筒體結構體系中，支撐是主要受力構件。針對支撐剛度的布置進行了理論計算，計算結果可供重型鍋爐鋼架結構體系的支撐布置時作為參考。 目前在我國鍋爐鋼結構行業中，針對這種大型的特種鋼結構大多是直接引進國外的結構布置和計算方法。本研究通過有限元數值模擬、理論研究和試驗研究，總結了不同的鍋爐鋼架結構體系的優缺點，研究成果對重型鍋爐鋼結構廠房結構體系的選擇及其設計具有參考價值。
