[发明专利]一种大型消能减震空间结构体系

说明书

技术领域：

本发明公开了一种大型支撑结构体系，可用于土木工程技术领域，例如大型火电厂空冷平台支撑结构，大型铁路站场空间结构、大型机库、大型及特殊工业厂房等也可参照使用。

背景技术：

大型火力发电的热交换装置是空冷电站的四大设备(即锅炉、汽轮机、发电机、空冷设备)之一，由于散热需要，空冷凝汽器、散热风机(扇)需土木结构提供超大空间。一般采用混凝土管柱钢桁架混合结构体系，管柱截面大、上部结构及设施重量大、重心高，并载有大型振源，对变形和振动幅度要求严格。但是，这种结构体系往往表现为抗震防线较薄弱、低阶扭转较明显，中震后修复较难，难以承受多次、多水准地震打击，也难以实现基于性态的结构设计。

发明内容：

为克服现有技术的不足，本发明公开了一种大型支撑结构体系，可用于土木工程技术领域，例如大型火电厂空冷平台支撑结构，大型铁路站场空间结构、大型机库、大型及特殊工业厂房等也可参照使用。

本发明提供的一种大型消能减震空间结构体系，包括水平结构以及水平结构下方设置的柱体及消能减震支撑，所述柱体为混凝土柱，或型钢混凝土柱，或格构式钢柱；其特征在于，消能减震支撑采用大型防屈曲支撑，防屈曲支撑设置在两根柱体的底部和顶部之间，设置为成对单斜撑，或者设置为成对交叉支撑。

所述防屈曲支撑为多段连接超长尺度防屈曲支撑。

当用于空冷平台以外的其它空间结构时，水平结构形式还可采用张弦梁结构、网架结构、弦支穹顶结构或屋架结构。

本发明公开的解决方案是消能减震支撑钢桁架结构体系。包括混凝土柱，或型钢混凝土柱，或格构式钢柱，消能减震支撑和钢桁架。消能减震支撑可使用防屈曲支撑(也称屈曲约束支撑、无粘结支撑)，当混凝土柱采用管形截面时，直径可小于上述混合结构体系的管柱直径。

由于空冷平台结构空间尺度大，本发明解决相关问题所采取的技术方案是：使用多段连接超长尺度防屈曲支撑(LBRB)，防屈曲支撑在两柱底部和顶部之间连接，可设置为成对单斜撑，也可设置为成对交叉支撑。

本发明的技术原理是：第一，在正常使用阶段(包括多遇烈度地震下)依靠防屈曲支撑及混凝土结构所提供的侧移刚度减小结构侧移和振动，提高建筑物的功能性。第二，设防烈度地震条件下，防屈曲支撑分担大部分地震作用下的层间剪力，保护主体结构，同时靠钢芯屈服来增加结构阻尼，降低地震作用，达到消能减震的目的。第三，在罕遇烈度地震条件下，防屈曲支撑除分担剪力、消能减震之外，还提高了结构的抗倒塌能力。第四，由于主体结构性态明显改观，可实现基于性态的结构设计，为生命线工程提供可靠的土木工程结构的硬件支持。

本发明的主要优点和有益效果为：

具有多重抗震防线，消除了低阶扭转振型，各种地震水准下的结构性态显著提高，具有抵抗多次、多水准地震打击能力，可实现基于性态的结构设计。可用于新建结构，也可用于既有结构加固。

经济上，使用的防屈曲支撑(LBRB)的材料及施工安装造价，基本上可以从缩小直径后的混凝土管柱的材料、模板和施工安装费用中抵偿，总体造价持平。

在水平结构选型上，上述钢桁架也可采用其他结构形式。如张弦梁结构、网架结构、弦支穹顶结构、屋架结构等。因此，本发明还可用于大型铁路站场空间结构、大型机库、大型及特殊工业厂房等。

附图说明：

图1是某30万千瓦空冷平台结构立面构造图。

其中，1凝汽器；2钢桁架；3混凝土管柱；5风机叶片；6挡风墙。

图2是某30万千瓦空冷平台结构平面构造图

其中，3混凝土管柱；4风机洞。

图3是成对布置的单斜撑结构纵向立面图。

其中，7多段连接超长尺度防屈曲支撑，8柱底预埋件及连接件，9柱顶预埋件及连接件。

图4是成对布置的单斜撑结构横向立面图。

图5是成对布置的交叉支撑结构纵向立面图。

图6是成对布置的交叉支撑结构横向立面图。

图7是多段连接超长尺度防屈曲支撑(LBRB)外观示意图。

其中，10钢芯；11对接段；12套管；13套管对接口；14中吊点；15端吊点；16连接构造。

图8是多段连接超长尺度防屈曲支撑(LBRB)内部构造图。