專利名稱：一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超大型冷卻塔，尤其是一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法。屬于電力系統(tǒng)的核電站的建筑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超大型冷卻塔是采用二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)的核電站中關(guān)鍵的建構(gòu)筑物。目前世界上并無(wú)核電站冷卻塔的建造經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)有的行業(yè)認(rèn)知，1000MW級(jí)別核電站的冷卻塔，塔高一般需要達(dá)到200m以上，零米直徑180m以上。如此級(jí)別的建構(gòu)筑，是核電站單體幾何體量最大的構(gòu)筑物之一。因此超大型冷卻塔的結(jié)構(gòu)安全性對(duì)整個(gè)核電站的核安全具有至關(guān)重要的影響。
鋼筋混凝土雙曲線冷卻塔的塔筒為薄壁殼體結(jié)構(gòu)，對(duì)風(fēng)荷載作用極為敏感。風(fēng)荷載屬于可變作用。在鐵路、公路、港口、水利水電等行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)施工期的可變作用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)雖然都做了明確的規(guī)定，但是在相關(guān)規(guī)范及其條文說(shuō)明中，都沒(méi)有給出確定施工期可變作用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的具體推導(dǎo)。除此，結(jié)構(gòu)施工期可變作用的相關(guān)理論研究也還有待加強(qiáng)。冷卻塔施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的確定，對(duì)施工期冷卻塔的穩(wěn)定性和造價(jià)具有決定性的意義。冷卻塔塔筒施工期相對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期較短，如取用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行冷卻塔施工工況的驗(yàn)算，要求顯然過(guò)高。當(dāng)施工期筒壁混凝土的強(qiáng)度及彈性模量處于增長(zhǎng)期時(shí)，采用這一標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)顯著增加筒壁的工程量，造成工程投資不必要的增加，特別是對(duì)于超大型冷卻塔，施工期風(fēng)荷載的取值研究具有更重要的意義。此外，我國(guó)冷卻塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前歸屬于房屋建筑工程，按照建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)應(yīng)的規(guī)程、規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是鋼筋混凝土雙曲線冷卻塔塔筒施工期的設(shè)計(jì)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)在建筑工程行業(yè)的有關(guān)規(guī)范中并沒(méi)有明確給出，這一空缺也亟待填補(bǔ)。因此，對(duì)冷卻塔塔筒施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的取值問(wèn)題必須進(jìn)行深入研究。目前，國(guó)內(nèi)冷卻塔施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的取值與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一致，并未將施工期的風(fēng)荷載取值與冷卻塔建成最終工況區(qū)分開(kāi)。本發(fā)明首次提出超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于I)以可靠度理論為理論依據(jù)，利用結(jié)構(gòu)可靠度的時(shí)段分析方法分別建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段的時(shí)段關(guān)系、以及施工期及期間各時(shí)間段的可靠度關(guān)系，形成各時(shí)段關(guān)系表達(dá)式和可靠度關(guān)系表達(dá)式；2)求解步驟I)所述關(guān)系表達(dá)式，得到施工期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值比例；3)根據(jù)步驟2)所述比例求解施工期風(fēng)荷載因子。本發(fā)明以結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的基本理論為基礎(chǔ)，以冷卻塔塔筒施工期和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有相同的可靠度為前提，對(duì)塔筒施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的取值標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行研究。根據(jù)風(fēng)荷載平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程模型的特點(diǎn)，利用結(jié)構(gòu)可靠度的時(shí)段分析方法分別建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段的關(guān)系及施工期及其間各時(shí)段的可靠度關(guān)系。從施工期與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的結(jié)構(gòu)抗力成比例入手，按照規(guī)范中分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法的要求，得到施工期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值同樣成比例的結(jié)論，并據(jù)此得到施工期風(fēng)荷載因子。本發(fā)明的目的還可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到I)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段上的可靠度之間的關(guān)系用下列表達(dá)式表示結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)均采用結(jié)構(gòu)抗力與荷載效應(yīng)相比較的形式，設(shè)結(jié)構(gòu)在任一 τ內(nèi)的功能函數(shù)為Zi = Ri-Si = R-Si, i = I, 2, . . . , η,(I)其中R為結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)，Si為荷載效應(yīng)函數(shù)；每個(gè)時(shí)段的失效概率pfe和可靠指標(biāo)β e為 pfe = Φ (- β e) =P (Zi ( O)(2)結(jié)構(gòu)失效概率pf和可靠指標(biāo)β為
權(quán)利要求
1.一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于 1)以可靠度理論為理論依據(jù)，利用結(jié)構(gòu)可靠度的時(shí)段分析方法分別建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段的時(shí)段關(guān)系、以及施工期及期間各時(shí)間段的可靠度關(guān)系，形成各時(shí)段關(guān)系表達(dá)式和可靠度關(guān)系表達(dá)式； 2)求解步驟I)所述關(guān)系表達(dá)式，得到施工期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值比例； 3)根據(jù)步驟2)所述比例求解施工期風(fēng)荷載因子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段上的可靠度之間的關(guān)系用下列表達(dá)式表示 1)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)表達(dá)式為Zi= Ri-Si = R-Si, i = I, 2, . . . , η, 其中R為結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)，Si為荷載效應(yīng)函數(shù)； 2)每個(gè)時(shí)段的失效概率Pfe和可靠指標(biāo)βe表達(dá)式為pfe = Φ(-β6) =P(Zi^O) 3)結(jié)構(gòu)失效概率pf和可靠指標(biāo)β表達(dá)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于結(jié)構(gòu)施工期與期間時(shí)段上的可靠度之間的關(guān)系由下列表達(dá)式表示 1)設(shè)Tc內(nèi)結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)為i3c，失效概率為pf，c;TC內(nèi)結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)為i3e，c，失效概率為pfe，c，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗力為Re，即有如下表達(dá)式
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于施工期與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期可變作用標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系由下列表達(dá)式表示 1)施工期結(jié)構(gòu)抗力Re為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期結(jié)構(gòu)抗力R的函數(shù)，表達(dá)式為R。=kR其中k為比例系數(shù)，為施工期結(jié)構(gòu)抗力因子； 2)如果R和S均服從正態(tài)分布，得到如下表達(dá)式
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于施工期可變作用因子k的求解過(guò)程如下 1)按照以下步驟求解施工期可變作用因子k(1)取初值η = 50, β = i3c = 2.7 4.2, Y S = 1.4, YR=Ll I. 4, μ S = I ；給定某一 nc ； (2)假定μR、σ R和σ S的初值，例如5、0· 5,0. 5 ； (3)利用設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)法，解式得βe、σ 、σ s,和？； (4)計(jì)算Pe ； (5)形成方程組，并解之得μR、σ R和σ S ; (6)計(jì)算k； 2)對(duì)于施工期Tc不是I年的整數(shù)倍時(shí)，k用以下辦法計(jì)算 (1)先算出Tc的整數(shù)年對(duì)應(yīng)的k，計(jì)作kl； (2)將Tc其余的天數(shù)看成新的nc,T取成365天，Y R與計(jì)算kl時(shí)相同,計(jì)算k,記作
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超大型冷卻塔施工期風(fēng)荷載取值方法，其特征在于1)以可靠度理論為理論依據(jù)，利用結(jié)構(gòu)可靠度的時(shí)段分析方法分別建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期及其間各時(shí)段的時(shí)段關(guān)系、以及施工期及期間各時(shí)間段的可靠度關(guān)系，形成各時(shí)段關(guān)系表達(dá)式和可靠度關(guān)系表達(dá)式；2)求解步驟1)所述關(guān)系表達(dá)式，得到施工期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值比例；3)根據(jù)步驟2)所述比例求解施工期風(fēng)荷載因子。本發(fā)明以結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的基本理論為基礎(chǔ)，以冷卻塔塔筒施工期和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有相同的可靠度為前提，對(duì)塔筒施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的取值標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行研究，有利于冷卻塔施工期設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的確定，對(duì)施工期冷卻塔的穩(wěn)定性和造價(jià)具有決定性的意義。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102968557SQ20121044912
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者陸曉琴, 馬兆榮, 湯東升, 彭雪平, 喬旭斌, 匡俊, 何小華, 劉立威, 孫小兵, 劉東華 申請(qǐng)人:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院