換流站閥廳裝配式混凝土梁柱節(jié)點抗震性能分析.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，各行業(yè)對電力能源的需求日益突出，國家電網(wǎng)規(guī)模和負(fù)荷能力也越來越重。在采用長距離高壓直流輸電方式后，設(shè)置換流站可有效節(jié)約線材，降低電能損耗，提高電力在長途輸送過程中的輸電效率。閥廳作為換流站的主要結(jié)構(gòu)形式，在高壓直流輸電工程中起著關(guān)鍵性作用，其結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定對順利輸電尤為重要。因此，閥廳結(jié)構(gòu)的整體布局和設(shè)計研究對于科研工作者和工程師們而言，仍是一個重要的研究課題。
　　本文以某±800kV換流站高端閥廳為

2、研究對象，結(jié)構(gòu)形式為鋼－鋼筋混凝土框架剪力墻混合結(jié)構(gòu)。通過建立閥廳整體的有限元模型，對其進(jìn)行不同荷載組合工況下的受力分析，得出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)（混凝土框架的梁柱節(jié)點），并將該節(jié)點設(shè)計改進(jìn)為裝配式結(jié)構(gòu)，依次進(jìn)行了試驗研究和有限元分析對比。主要包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　1、按照工程實際閥廳結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)據(jù)，采用ANSYS建立其整體有限元模型，通過模態(tài)分析得到結(jié)構(gòu)的頻率及振型；對閥廳整體模型進(jìn)行四種荷載組合工況下的計算分析，得出了混凝土框

3、架間兩根橫梁的梁端內(nèi)力，在地震作用控制下的荷載組合工況為不利組合，梁柱節(jié)點為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，并提取其梁端內(nèi)力進(jìn)行裝配式混凝土梁柱節(jié)點的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)美國PCI設(shè)計手冊和中國混凝土設(shè)計規(guī)范設(shè)計了企口的截面尺寸和配筋情況。
　　2、根據(jù)相似理論，采用1:2比例制作了兩個裝配式混凝土梁柱節(jié)點縮尺試件模型，對其梁端進(jìn)行擬靜力加載試驗。在加載初期，加載制度采用荷載控制模式，待節(jié)點試件出現(xiàn)屈服后，改以采用變形控制模式。掌握了節(jié)點試件的整個破壞

4、過程，由此得到其承載力、滯回曲線、骨架曲線、鋼筋應(yīng)變以及延性、耗能等一系列試驗結(jié)果，并對節(jié)點試件的抗震性能給出評定。
　　3、采用ANSYS建立裝配式混凝土梁柱節(jié)點的有限元模型，截面尺寸、材料屬性和配筋情況與試驗試件一致。在梁牛腿與缺口梁碰觸區(qū)域定義接觸單元，依次計算了梁柱節(jié)點有限元模型在壓力和拉力作用下的受力性能，得到整體結(jié)構(gòu)的變形形式、接觸狀態(tài)、梁牛腿和缺口梁的應(yīng)力分布、裂縫開展情況以及梁端加載點的荷載－位移曲線，并與試驗結(jié)果