1、高烈度高烈度1000MW机组钢结构厂房机组钢结构厂房BRB消能减震方案研究消能减震方案研究徐吉民、高向宇（北京工业大学）徐吉民、高向宇（北京工业大学）王永强（华北电力设计院工程有限公司）王永强（华北电力设计院工程有限公司）尹学军（青岛科而泰环境振动控制技术有限公司）尹学军（青岛科而泰环境振动控制技术有限公司）Nov 12,2019“新能源、新技术、创新发展新能源、新技术、创新发展”学术交流会（福州）学术交流会（福州）l报告大纲报告大纲工程背景工程背景BRB构成及耗能机理构成及耗能机理消能减震方案消能减震方案抗震验算及分析抗震验算及分析结论结论目录目录l工程背景工程背景以某以某1000MW火力发
2、电厂钢结构厂房为研究对象，火力发电厂钢结构厂房为研究对象，该工程主体结构为有填充墙的钢结构，共该工程主体结构为有填充墙的钢结构，共8层。厂层。厂房设计地震分组为一组，场地类别为房设计地震分组为一组，场地类别为IV类，地面类，地面粗糙度粗糙度A类，设防烈度类，设防烈度8度，特征周期度，特征周期0.65s，结构，结构阻尼比取阻尼比取0.035。l防屈曲支撑（防屈曲支撑（BRB）的构成及耗能机理）的构成及耗能机理拉压不对称拉压不对称截面利用率低截面利用率低压弯二阶效应压弯二阶效应普通支撑普通支撑 性态可控性态可控拉压对称拉压对称防止压曲防止压曲防屈曲支撑防屈曲支撑l防屈曲支撑（防屈曲支撑（BRB）的
3、构成及耗能机理）的构成及耗能机理钢芯外涂无钢芯外涂无粘性材料粘性材料约束单约束单元元防屈曲防屈曲支撑支撑连接段连接段过渡段过渡段工作段工作段l防屈曲支撑（防屈曲支撑（BRB）的构成及耗能机理）的构成及耗能机理防屈曲支撑原理示意图防屈曲支撑原理示意图普通支撑普通支撑防屈曲支撑防屈曲支撑BRB试件反复加载试试件反复加载试验力验力-变形滞回曲线变形滞回曲线l消能减震方案消能减震方案替换优化法替换优化法阻尼系数阻尼系数弹性刚度弹性刚度屈服后刚度屈服后刚度初始屈服变形初始屈服变形屈服承载力屈服承载力布置原则布置原则l消能减震方案消能减震方案屈服承载屈服承载力力（kN）轴向刚度轴向刚度（kN/m）屈服位移
4、屈服位移（mm）阻尼系数阻尼系数（小震）（小震）方案方案1（1-8层）层）12811504418.512.63方案方案2（1-4层）层）13971643128.501.77方案方案3（1-4层）层）16771681009.980.99同一支撑的同一支撑的3种方案参数种方案参数l抗震验算及分析抗震验算及分析整体结构分析整体结构分析模型模型原结构局部模型原结构局部模型方案方案1局部模型局部模型l抗震验算及分析抗震验算及分析u弹性阶段分析弹性阶段分析振型振型振型形态振型形态原结构原结构方案方案1方案方案2方案方案31X向平动向平动1.22061.56861.49741.47852Y向平动向平动1.0
5、5411.05411.05491.05493整体扭转整体扭转0.93731.00210.99230.9892模态分析前模态分析前3阶振型及周期阶振型及周期l抗震验算及分析抗震验算及分析位移比较位移比较小震下小震下X向楼层最大向楼层最大水平位移水平位移小震下小震下X向楼层层间位移向楼层层间位移l抗震验算及分析抗震验算及分析原结构原结构方案方案 1方案方案2 方案方案3性能点性能点(V,D)(KN,m)性能点性能点(V,D)(KN,m)性能点性能点(V,D)(KN,m)性能点性能点(V,D)(KN,m)多遇地震多遇地震(42169,0.055)(30118,0.069)(30589,0.064)(
6、30945,0.064)设防地震设防地震(110557,0.155)(61321,0.189)(65284,0.182)(72087,0.185)罕遇地震罕遇地震(193220,0.294)(98492,0.400)(103423,0.376)(107953,0.359)推覆分析结构性能点参数推覆分析结构性能点参数u非线性分析非线性分析l抗震验算及分析抗震验算及分析时程分析结构反应时程分析结构反应原结构原结构方案方案1方案方案2方案方案3顶点最顶点最大位移大位移(mm)基底剪基底剪力力(kN)顶点最顶点最大位移大位移(mm)基底剪基底剪力力(kN)顶点最顶点最大位移大位移(mm)基底剪基底剪力
7、力(kN)顶点最顶点最大位移大位移(mm)基底剪基底剪力力(kN)多遇地震多遇地震119.648084111.632625101.934812102.237563设防地震设防地震324.7115106271.248545252.953897265.460651罕遇地震罕遇地震一一436.17243540774625419.481505l抗震验算及分析抗震验算及分析屈服承载屈服承载力力（kN）轴向刚度轴向刚度（kN/m）中震最大中震最大轴力（轴力（kN）大震最大大震最大轴力（轴力（kN）方案方案1（1-8层）层）128115044114931717方案方案2（1-4层）层）13971643121
8、6751940方案方案3（1-4层）层）167716810019542246时程分析支撑轴力结果时程分析支撑轴力结果l抗震验算及分析抗震验算及分析大震方案大震方案1支撑力支撑力-位位移曲线移曲线大震方案大震方案2支撑力支撑力-位位移曲线移曲线大震方案大震方案3支撑力支撑力-位位移曲线移曲线l结论结论时程分析支撑轴力结果时程分析支撑轴力结果小刚度的防屈曲支撑对结构内力减小作用显著，小震小刚度的防屈曲支撑对结构内力减小作用显著，小震作用下水平位移略增大，但仍能满足规范要求；同时作用下水平位移略增大，但仍能满足规范要求；同时显著提高显著提高结构在罕遇烈度、超罕遇烈度地震下的抗震结构在罕遇烈度、超罕遇
9、烈度地震下的抗震性能性能，同时获得经济效益。，同时获得经济效益。进行推覆分析时，防屈曲支撑减小基底剪力及耗能效进行推覆分析时，防屈曲支撑减小基底剪力及耗能效果显著。针对该结构的非线性时程分析结果也证明了果显著。针对该结构的非线性时程分析结果也证明了消能减震方案的合理性和优越性。消能减震方案的合理性和优越性。l另一电厂替换另一电厂替换BRB部分结果部分结果替换替换BRB主体结构模型主体结构模型l推覆结果推覆结果原结构原结构方案方案 1方案方案2 性能点性能点(V,D)(KN,m)性能点性能点(V,D)(KN,m)性能点性能点(V,D)(KN,m)多遇地震多遇地震(29221,0.070)(31462,0.053)(31066,0.058)设防地震设防地震(78668,0.194)(64060,0.146)(69418,0.158)罕遇地震罕遇地震(108957,0.325)(99849,0.310)(1035549,0.308)推覆分析结构性能点参数推覆分析结构性能点参数l支撑内力情况支撑内力情况普通支撑：受压承载力低于受普通支撑：受压承载力低于受拉承载力的拉承载力的40%BRB支撑：受压承载力不降低支撑：受压承载力不降低“新能源、新技术、创新发展新能源、新技术、创新发展”学术交流会（福州）学术交流会（福州）谢谢谢谢
