使用PKPM软件进行火电厂主厂房框架计算的一点认识

使用PKPM软件进行火电厂主厂房框架计算的一点认识

０引言

主厂房是火力发电厂的核心，目前，火电机组结构型式仍较多采用A排柱铰结于除氧煤仓间框架上的钢筋混凝土框排架结构。本文根据以往工程及笔者的经验，以及国电库车发电有限公司二期（2×330MW）扩建工程机组为例总结一些在使用PKPM软件进行主厂房框架计算的特点，并总结出使用使用时应注意的的一些经验。

１概述

库二工程主厂房采用除氧煤仓间双框架结构，横向汽机房跨度27m，除氧间跨度8m,煤仓间跨度11.5m。汽机房纵向15跨，除氧、煤仓间15跨，跨距9m。#1、#2机双柱间设抗震缝。框架顶高40.900，局部（两炉间集控楼内伸部分）高度相应调整。框架和炉架、集控楼间用铰结平台连接,故计算时仅考虑垂直荷载传递。整个厂区部分设计参数如下：安全等级一级（《火力发电厂土建结构设计技术规定（DL 5022-93）》4.1.2条）；中硬场地土，II类场地；基本设防烈度8度，基本风压0.64kN/m2。计算程序采用PKPM软件（2010年版）。以下按程序的数据输入和计算结果分析两部分详述。

２数据输入

（1）荷载输入

A.恒载计算时有两个方法：

a.可按楼面及屋面的建筑做法详细清荷；

b.可只算建筑面层，楼板及屋面板结构自重由程序自动计算。

B.楼面及屋面均布活载按《土规》表2.2.2中计算主框排架项选用，考虑活载的后三项系数不同，可将活载分为如下七组：

*按《土规》表2.2.2中计算主框排架项选用活载，活载>4kN/m2取1.3，活载75t的软钩吊车取，为8%*（Q+g）, 共八个车轮，则每个车轮水平力为1%*（Q+g）。

纵向框架计算简图不再详示，其计算公式如下：

ZL=10%*（nPmax）

需注意的是n为所有刹车轮的和（本工程取为2，每侧一个），ZL均分于A、B排纵向框架上。

图１

以最大轮压为例：

Dmax=338*（1+0.812+0.511+0.322）+0.9*101*（0.733+0.544+0.245+0.056）=1038

图２

Zmax=10.4*（0.511+0.7+1+0.811）=31.42

在进行横向框架荷载计算时纵向梁可按简支梁考虑（不考虑平面外弯矩），反之亦然。

（2）计算长度系数和地震参数输入

框、排架柱的计算长度详见《土规》3.1各项。须注意的是B轴有几榀框架柱在21m层上仅通过网架和A排柱连接，而和C排柱无任何框架梁连接，此时21m层以上B排柱应按排架柱取计算长度。

地震设计的设防准则可归结为三点：①小震不坏；②中震可修；③大震不倒。其对应的烈度水准分别为：多遇烈度，基本烈度和罕遇烈度。对①通过结构弹性地震的强度验算来满足，对②通过抗震的构造措施来满足，对③通过结构薄弱层的弹塑性变形验算来满足。地震计算的各参数输入，都是基于以上三条的。

和①、③相关的参数有：特征周期Tg,结构自振周期T，水平地震影响系数αmax（①、③取值不同）。Tg是由场地类别和近、远震决定的；T由程序计算得到，涉及到为考虑填充墙的周期折减系数，《土规》规定可不考虑非抗震墙体的刚度（9.4.2.1条），考虑到填充墙的数量较多，偏安全的取为0.8；αmax相应于验算内容和基本设防烈度取用如下：

对中震可修主要相关参数为抗震等级。框架的抗震等级应按设防烈度和框架高度决定。须注意的是重要电厂的主厂房框架设防烈度应在基本设防烈度的基准下，按《土规》表9.1.4作调整，取用调整后的设防烈度来决定抗震等级，这就是提高一度设防，对应于构造抗震等级。但当进行强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等相关于《建筑抗震设计规范（GBJ11-89）》6.2节所涉及的内容时，基本设防烈度不再调整，此时所对应的抗震等级为计算用抗震等级。以库二工程4轴框架（高40.25m）为例，抗震等级决定方式如下：

综上，程序所需基本地震参数为：

基本设防烈度（8）场地类型（II）

近、远震（远）计算抗震等级（一级）

构造抗震等级（一级）. 考虑填充墙自振周期折减系数（0.8）

（3）数据输出

a.柱脚荷载及框架柱配筋特点。

准确的柱脚荷载是进行地基处理和基础设计的必要条件，根据对计算结果数据文件的分析，每榀框架可取代表性的三组荷载。以5轴C排柱柱脚为例，所取组合如下：