电厂煤仓防爆设计方案

　　海门电厂装机容量为4×1000MW燃煤机组，设防烈度为8度，场地土类别为Ⅱ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。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。
　　（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：
　　 ① 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；
　　 ② 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：
　　 ① 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；
　　 ② 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。
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：
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。
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：
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/Hb<2.5）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。
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。
　　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。
　　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。