土木工程碩士論文的開(kāi)題報告
一、選題背景
常規剛性基礎，即無(wú)隔振汽輪機基礎，多釆用島式布置，主廠(chǎng)房與基礎下部分割開(kāi)來(lái)，主要是為了減小設備運行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對主廠(chǎng)房的影響。在常規基礎所有柱頂與頂板連接處水平切斷，在頂板與柱頂之間安裝隔振器，這樣就形成了島式彈簧隔振基礎，因為頂板與下部結構隔開(kāi)，因此也沒(méi)有必要將下部結構與主廠(chǎng)房分割開(kāi)來(lái)。為了進(jìn)一步優(yōu)化結構布置和調整抗震性能，將隔振基礎下部結構與主廠(chǎng)房連為一體，演變成聯(lián)合布置的島式彈賛隔振基礎。既阻止了設備振動(dòng)的傳播，也隔斷了地震波的傳遞，同時(shí)減小了下部結構的尺寸，并且可以減小基礎的沉降，在不均勾沉降小于5mm的范圍內，彈賛可自動(dòng)調節受力狀態(tài);即使不均勾沉降超過(guò)5mm，可以通過(guò)在彈簧隔振器上下加調整塾片的方法來(lái)調整不均匆沉降，而且可省去較厚的基礎墊層。由此看來(lái)，彈簧隔振基礎不僅改善了抗震性能，而且在節約場(chǎng)地面積、改進(jìn)工藝布置、降低造價(jià)等方面有巨大優(yōu)勢。剛度和質(zhì)量大的常規基礎雖然在主動(dòng)隔振方面即防止汽輪發(fā)電機組的振動(dòng)傳遞給下部結構效果尚可，但是在被動(dòng)隔振方面即阻止地震波的傳遞方面不是很理想，這是因為汽輪機組屬于高位布置，地震作用傳遞到汽輪發(fā)電機軸承上時(shí)存在放大作用�；A剛度越大，放大倍率越大。常規剛性基礎的放大倍數一般為2.5-4.0，而彈簧基礎可降低到0.8-1.2。
二、研究目的和意義
目前我國大力投資電力建設，電力建設處于高速發(fā)展階段，規模日益擴大，隨著(zhù)單機容量的不斷增加，對汽輪機基礎的振動(dòng)要求也更加嚴格，而汽輪機基礎的動(dòng)力特性決定著(zhù)電廠(chǎng)的安全運行，即良好的動(dòng)力特性能有效的保證設備穩定運行，延長(cháng)大修期，提高經(jīng)濟效益。目前，汽輪輪基礎主要采用鋼筋混凝土框架結構，對于這種規模超大、結構復雜的結構，現場(chǎng)試驗是不現實(shí)的。條件允許的情況下，可以建立縮尺模型，通過(guò)模型基礎的振動(dòng)測試數據，預測原型基礎的振動(dòng)，從而對基礎的抗震性能做出評價(jià)，在此基礎上確定最佳設計方案。本課題以某汽輪發(fā)電機組基礎為研宄對象，對其彈簣隔振基礎的動(dòng)力特性和抗震性能進(jìn)行了試驗研究，并做出了評價(jià)。
三、本文研究涉及的主要理論
采用量綱分析法確定各物理量相似常數。首先需要確定幾何相似常數和彈性模量相似常數，根據《建筑抗震試驗方法規程》，框架試體與原型的比例可取原型結構的1/8,本模型按照規程采用1:8的比例建造，即幾何相似常數為8。因為鋼筋縮尺后直徑過(guò)小導致施工難度加大，并且在模型試驗中引起較大誤差，所以只保證梁柱截面配筋率滿(mǎn)足相似關(guān)系，故彈性模量相似常數為1,密度相似常數為1。
由于彈簧與結構不是同一種材料，如果還以幾何尺寸來(lái)定義其相似比，則力學(xué)模型相似比就不能滿(mǎn)足，因此次試驗中忽略了彈簧的幾何相似比，而是保證了力學(xué)相似比，即滿(mǎn)足彈簧的剛度在整體模型相似關(guān)系中的剛度比為8:1。
該模型于北方工業(yè)大學(xué)建工實(shí)驗中心完成，根據設計圖紙及相似關(guān)系，模型按1:8的比例設計施工完成。模型采用的材料與原型完全相同，底板混凝土等級為C30，柱及頂板混凝土為C40。鋼筋材料與原型相同，縱筋均采用HRB400鋼筋。模型制作分四個(gè)階段，依次是底板、柱與中間平臺、彈賛隔振器安裝、頂板。根據結構試驗要求，在每次饒筑時(shí)預留至少三組標準立方體混凝土試塊，所有試塊在同等條件下養護28天后測得標準立方體抗壓強度標準值，根據實(shí)際強度計算出底板、柱及頂板混凝土的抗壓強度標準值分別為32.3N/inm2、44.6N/mm^模型中某些小的部位因施工困難可不饒筑，但必須在試驗時(shí)加上或減去相應質(zhì)量。試驗前模型混凝土有足夠的養護期(按28天強度)。
四、本文研究的主要內容
根據設計圖紙及甲方提供的資料和場(chǎng)地條件，對該汽輪機組彈費隔振基礎進(jìn)行模型試驗，主要研究?jì)热莅ǎ?/p>
(1)采用瞬態(tài)激振法對模型進(jìn)行動(dòng)力特性試驗，獲得基礎的自振特性，包括振型、固有頻率、阻尼比;
(2)對基礎模型進(jìn)行動(dòng)剛度及隔振效率測試;
(3)對基礎模型分別進(jìn)行7度多遇地震、罕遇地震作用下的擬動(dòng)力試驗，測得基礎鋼筋應變，基礎地震加速度、位移、恢復力響應，裂縫幵展情況、層間位移角等。
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