CN105544760B - 用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构 - Google Patents

用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构 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悬吊式煤斗减震结构，包括吊杆、钢煤斗、煤斗梁、框架梁、框架柱、弹簧、阻尼器；其中：吊杆连接钢煤斗和煤斗梁，吊杆承担钢煤斗的重力，同时提供摆动刚度；弹簧在水平平面内连接钢煤斗与框架柱，通过合理设计弹簧的弹性刚度，使得弹簧、吊杆和钢煤斗组合的体系的振动周期与在主厂房结构在大震作用下的周期相近，以实现悬吊式煤斗的调频功能；阻尼器在水平平面内连接钢煤斗与框架柱，当钢煤斗和框架柱相对运动时阻尼器提供较大的阻尼力，以限制悬吊式煤斗的运动幅度，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悬吊式煤斗减震结构
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，特别涉及一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构。
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系统的要求，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悬吊式煤斗减震结构，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。该减震技术特别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悬吊式煤斗减震结构，包括钢煤斗、框架梁和框架柱、煤斗梁；框架梁设置在框架柱上，煤斗梁水平斜向交叉连接在框架柱顶部上；钢煤斗通过若干吊杆连接煤斗梁；框架柱通过若干水平设置的阻尼器和弹簧连接钢煤斗；其中，钢煤斗包括圆筒形的煤斗上部和圆锥形的煤斗下部；所述煤斗梁为两根在框架柱上交叉布置的斜梁；四根所述吊杆的一端与钢煤斗三向铰接，另外一端以三向铰接的形式与煤斗梁连接；所述阻尼器的一端通过连接件与钢煤斗铰接，另外一端与框架柱三向铰接，所述弹簧的一端通过连接件与钢煤斗连接，另外一端与框架柱连接；所述阻尼器和所述弹簧各为八个，两个阻尼器和两个弹簧共用一个连接件，连接件与钢煤斗焊接固定；一对框架柱之间设置有一对阻尼器和一对弹簧以及共用的一个连接件；所述吊杆承担钢煤斗的重力，同时提供摆动刚度，通过设置合理的弹簧刚度使得所述弹簧、吊杆和钢煤斗组合的体系的振动周期与主厂房结构的周期相近，起到调频减震作用。
进一步地，所述的阻尼器提供较大的阻尼力，可降低钢煤斗的位移幅度，防止钢煤斗与框架柱的碰撞，并可提高主厂房结构的附加阻尼。
进一步地，所述的吊杆为圆钢或钢绞索。
进一步地，所述的弹簧为螺旋弹簧。
进一步地，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。
本发明提出一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构，吊杆连接煤斗和煤斗梁，吊杆承担煤斗的重力，同时提供摆动刚度；弹簧在水平平面内连接煤斗与框架柱，通过合理设计弹簧的弹性刚度，使得弹簧、吊杆和煤斗组合的体系的振动周期与主厂房结构周期尤其是在大震作用下的周期相近，以实现悬吊式煤斗的调频功能；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，以限制悬吊式煤斗的运动幅度，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：
通过吊杆连接煤斗与煤斗梁以后，一方面将煤斗的作用力直接传递到煤斗上部的煤斗梁上，增加了煤斗的稳定性，另一方面悬吊式煤斗的调频作用降低结构的侧向地震作用，达到了减震效果；通过阻尼器连接煤斗与框架柱以后，一方面可以减轻悬吊式煤斗的运动幅度，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。吊杆与弹簧以及阻尼器的配合使用，最终可以大幅度提高结构的抗震性能。另外，在某些高烈度区建设大型火电厂主厂房需要高额成本，但采用悬吊式煤斗减震技术后，结构的抗震性能有明显的提高，进而可以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悬吊式煤斗减震结构的整体示意图；
图2是图1所示悬吊式煤斗减震结构的俯视图；
图3是图1所示悬吊式煤斗减震结构的侧视图；
其中，1-吊杆；2-阻尼器；3-钢煤斗；4-框架梁；5-框架柱；6-弹簧；7-连接件；8-煤斗梁；31-煤斗上部；32-煤斗下部。
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，本发明提出一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构，包括4根框架柱5、8根框架梁4、2根煤斗梁8、4根吊杆1、8个弹簧6、8个阻尼器2、1个钢煤斗3、4个连接件7。
4根框架柱5和8根框架梁4形成框架体系，框架梁4设置在框架柱5上。
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。
在水平向，2根煤斗梁8水平斜向交叉布置在框架柱5上。
4根吊杆1的一端与钢煤斗3连接，连接位置等间距且对称，连接方式采用三向铰接，另外一端以三向铰接的形式悬吊在2根煤斗梁上。
吊杆1可以采用圆钢或钢绞索，以承担钢煤斗3的竖向荷载，即重力，同时提供摆动刚度。
在水平向，阻尼器2的一端通过连接件7与钢煤斗3铰接，另外一端与框架柱5三向铰接。
在水平向，弹簧6的一端通过连接件7与钢煤斗3连接，另外一端与框架柱5连接。
两个阻尼器2和两个弹簧共用一个连接件7，连接件7与钢煤斗上部31的下方焊接固定；一对框架柱5之间设置有一对阻尼器2和一对弹簧6及阻尼器2和弹簧6共用的一个连接件7。
弹簧6可以采用螺旋弹簧，通过采用合理的弹簧刚度使得悬吊煤斗系统的振动周期与结构周期相近，以起到调频减震作用，以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。
吊杆1和弹簧6以及阻尼器2的配合使用，可提高结构的抗震性能。
以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (4)

1.一种用于提高火电厂主厂房抗震性能的悬吊式煤斗减震结构，其特征在于：包括钢煤斗（3）、框架梁（4）和框架柱（5）、煤斗梁（8）；框架梁（4）设置在框架柱（5）上，煤斗梁（8）水平斜向交叉连接在框架柱（5）顶部上；钢煤斗（3）通过若干吊杆（1）连接煤斗梁（8）；框架柱（5）通过若干水平设置的阻尼器（2）和弹簧（6）连接钢煤斗（3）；其中，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）；所述煤斗梁（8）为两根在框架柱（5）上交叉布置的斜梁；四根所述吊杆（1）的一端与钢煤斗（3）三向铰接，另外一端以三向铰接的形式与煤斗梁（8）连接；所述阻尼器（2）的一端通过连接件（7）与钢煤斗（3）铰接，另外一端与框架柱（5）三向铰接，所述弹簧（6）的一端通过连接件（7）与钢煤斗（3）连接，另外一端与框架柱（5）连接；所述阻尼器（2）和所述弹簧（6）各为八个，两个阻尼器（2）和两个弹簧（6）共用一个连接件（7），连接件（7）与钢煤斗（3）焊接固定；一对框架柱（5）之间设置有一对阻尼器（2）和一对弹簧（6）以及共用的一个连接件（7）；所述吊杆（1）承担钢煤斗（3）的重力，同时提供摆动刚度，通过设置合理的弹簧（6）刚度使得所述弹簧（6）、吊杆（1）和钢煤斗（3）组合的体系的振动周期与主厂房结构的周期相近，起到调频减震作用；所述的阻尼器（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，并可提高主厂房结构的附加阻尼。
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悬吊式煤斗减震结构，其特征在于：所述的吊杆（1）为圆钢或钢绞索。
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悬吊式煤斗减震结构，其特征在于：所述的弹簧（6）为螺旋弹簧。
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悬吊式煤斗减震结构，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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