火力发电厂超长框架结构温度及裂缝分析

郭向阳

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 010020）

火力发电厂超长框架结构温度及裂缝分析

郭向阳

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 010020）

一般情况下，针对部分规模较大的火力发电厂，其主厂房在建造过程中，采用的都是现浇钢筋混凝土建造框架结构。采用该结构的目的是期望钢筋混凝土结构技术能够具备自身的优势。发电机组和机械设备对于布置有较为特殊的要求，发电厂主厂房长度就能保证在100m，倘若钢筋混凝土结构的长度超过规定范围内的长度，一旦混凝土遇到温度之后，或者自身发生收缩的过程中，就会导致开裂问题的出现。在实际的工作中，对于如何进行直接温度的计算，以及控制收缩效应，还尚未形成具体的解决方法，所以，我国混凝土结构设计规范会通过最大裂缝之间的距离进一步缩短收缩效应。发电厂的主厂房就具有了一定的特殊性，即结构的长度超过了规定范围内的限值。温度收缩效应进行必要分析，具有重要的现实意义。

火力发电厂 超长框架结构 效应分析与裂缝控制

一、火力发电厂超长框架结构温度效应的缺陷

按照传统的观念分析，解决超长框架结构温度的应力问题较为有效的方法就是要在必要的施工阶段设置伸缩缝，但是我国温度的伸缩缝间距要求是建立在前苏联的前提之下的，然后经过我国内部的进一步调整，因此，要求工程人员深入探索相关方面，实现现代化工程的合理利用。在对温度的伸缩缝进行设置时，一般会遇到以下几种常见问题：

1.伸缩缝位置如果采用的是双排框架，那么不利于建筑主体的外部观赏性，工程造价成本相应有所增加；

2.伸缩缝的设置会使得框架结构的定型化受到较大影响，建筑结构的构造相对复杂，建筑结构整体的刚度就会大大降低。

3.设置建筑物伸缩缝是建筑物发生渗漏的根本原因，为了能够达到有效的防漏效果，还要投入一定的成本，从现实角度来说，会影响建筑物的实用性；

4.自然灾害一般会对结构的伸缩缝产生较大影响，容易发生碰撞，所以抗震目的有效实现就要求抗震设防区的伸缩缝宽度必须达到几十厘米，这样可以起到很好的保温与防风防水的作用；

5.结构的设缝会造成施工过程中面临很大的困难，处理起来便利程度较差。因为建筑物的观赏性方面有一定的要求，对于施工的便利性与机械设备的安装工艺，通常是不可以在长单元结构中设置伸缩缝的。

二、火力发电厂超长框架结构温度效应分析

1.模型分析

对模型进行分析是为了确保计算效率与计算精度能够得到进一步的提高，超长框架结构的底层中间跨梁就会独立的在框架结构的内部除去，在必要的阶段对单元网格重新划分，然后要根据结构现实中的具体情况，加入一定的边界约束，为便于理解，可看图5.1。

图5.1模型的长度为100m，属于细部构件三维分析模型，为了能够将模型实际情况展示给各位读者，将弹簧位置与受到的约束力情况展示出来。本文展示的是运用三维技术模拟的正面效果图。一般情况下，梁的左半部分会采用固定约束的方式，而梁的右半部分通常采用的是滑动约束，梁作用充分发挥的情况下，采用的是均布荷载，然后再设置与之相应的轴力。我们进行计算之后，可以得知，一旦梁最大裂缝宽度出现在跨中和梁端部位，那么就是竖向都分布在有荷载和温度效应轴力的情况下。进行细部分析模型的目的是为了能够分析同等作用下的裂缝宽度，对其有更加深入的了解。基于此，该模型采用的形式主要是离散化裂缝模型，也就是将弹簧单元设立于相对固定的位置，两个结点之间力的传送主要是依靠弹簧的连接。

离散裂缝是以非线性弹簧单元为主，在对裂缝宽度进行描述分析时，主要是发生在弹簧单元节点的位移作用。如果与裂缝方向能够一直处于弹性保持的弹簧，弹簧的刚度值取1.0或108N/mm，这个数据的数值相对较大，能够确保与裂缝方向始终保持平行的重合节点处的相对位移达到0；与裂缝方向的节点保持垂直方向在经受到压力的时候相对位移和力的关系，加入是线弹性，也能够确保弹簧的刚度达到一定程度，此时就能够模拟不考虑压碎的混凝土；弹簧受到拉力的时候，相对位移和力之间的关系倘若呈现的是非线性，相关因素之间的负担面积又较为相近时，那么就证明弹簧单元处混凝土发生了开裂的现象。在开裂情况的影响因素还没有达到时，弹簧应该保持一定的弹性；弹簧开裂程度的增加，会逐渐的达到开裂数值，如果达到，弹簧伸长拉力线性就会呈现降低的趋势，此时，弹簧长度会是开裂力值的十倍，甚至更多，但此时的弹簧拉力已经逐渐降为0。

通过上面对模型的分析，我们可以了解到，火力发电厂中的主厂房长度如果能够实现100m，那么，依据从弹性的角度分析可知，温度效应可以是梁裂缝的最大限度的宽度大于规定范围内的数据指标；再从弹塑性的角度考虑，最大裂缝的宽度一般会有所降低，但是依然大于在规定范围内的数据指标。因此，结合100m超长钢筋混凝土框架结构来分析，主厂房一定要根据实际的情况，采取相适应的措施，将温度效应降到最低，实现预期的目标。

三、结论

文章分析主要是建立在大型的火力发电厂主厂房的钢筋混凝土框架结构进行深入的探究，通过建立相符合的模型结构，深入分析超长框架结构的温度效应，并且还对最大裂缝宽度的温度效应进行了分析。在这个基础之上，可以把竖向荷载、结构的单元长度作为参考依据，来分析超长结构的温度收缩效应。笔者希望能够借由文章内容的分析加强相关部门对于这方面的控制，提升相关方面的要求和质量，达到实际要求。

G322

B

1007-6344（2015）12-0023-01