专利名称：一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法
技术领域：
本发明涉及超大型冷却塔，尤其是一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法。属于电力系统的核电站的建筑技术领域。
背景技术：
超大型冷却塔是采用二次循环冷却系统的核电站中关键的建构筑物。目前世界上并无核电站冷却塔的建造经验。根据现有的行业认知，1000MW级别核电站的冷却塔，塔高一般需要达到200m以上，零米直径180m以上。如此级别的建构筑，是核电站单体几何体量最大的构筑物之一。因此超大型冷却塔的结构安全性对整个核电站的核安全具有至关重要的影响。
钢筋混凝土双曲线冷却塔的塔筒为薄壁壳体结构，对风荷载作用极为敏感。风荷载属于可变作用。在铁路、公路、港口、水利水电等行业的设计规范中，对施工期的可变作用设计标准虽然都做了明确的规定，但是在相关规范及其条文说明中，都没有给出确定施工期可变作用设计标准的具体推导。除此，结构施工期可变作用的相关理论研究也还有待加强。冷却塔施工期设计风荷载的确定，对施工期冷却塔的稳定性和造价具有决定性的意义。冷却塔塔筒施工期相对其设计基准期较短，如取用设计基准期的风荷载设计标准进行冷却塔施工工况的验算，要求显然过高。当施工期筒壁混凝土的强度及弹性模量处于增长期时，采用这一标准可能会显著增加筒壁的工程量，造成工程投资不必要的增加，特别是对于超大型冷却塔，施工期风荷载的取值研究具有更重要的意义。此外，我国冷却塔的结构设计目前归属于房屋建筑工程，按照建筑结构可靠度设计统一标准及其对应的规程、规范进行结构设计。但是钢筋混凝土双曲线冷却塔塔筒施工期的设计风荷载标准在建筑工程行业的有关规范中并没有明确给出，这一空缺也亟待填补。因此，对冷却塔塔筒施工期设计风荷载的取值问题必须进行深入研究。目前，国内冷却塔施工期设计风荷载的取值与设计基准期一致，并未将施工期的风荷载取值与冷却塔建成最终工况区分开。本发明首次提出超大型冷却塔施工期风荷载取值方法。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法。本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于I)以可靠度理论为理论依据，利用结构可靠度的时段分析方法分别建立结构设计基准期及其间各时段的时段关系、以及施工期及期间各时间段的可靠度关系，形成各时段关系表达式和可靠度关系表达式；2)求解步骤I)所述关系表达式，得到施工期风荷载标准值与设计基准期风荷载标准值比例；3)根据步骤2)所述比例求解施工期风荷载因子。本发明以结构可靠度设计的基本理论为基础，以冷却塔塔筒施工期和设计基准期内具有相同的可靠度为前提，对塔筒施工期设计风荷载的取值标准问题进行研究。根据风荷载平稳二项随机过程模型的特点，利用结构可靠度的时段分析方法分别建立结构设计基准期及其间各时段的关系及施工期及其间各时段的可靠度关系。从施工期与设计基准期的结构抗力成比例入手，按照规范中分项系数设计方法的要求，得到施工期风荷载标准值与设计基准期风荷载标准值同样成比例的结论，并据此得到施工期风荷载因子。本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到I)结构设计基准期及其间各时段上的可靠度之间的关系用下列表达式表示结构的功能函数均采用结构抗力与荷载效应相比较的形式，设结构在任一 τ内的功能函数为Zi = Ri-Si = R-Si, i = I, 2, . . . , η,(I)其中R为结构抗力函数，Si为荷载效应函数；每个时段的失效概率pfe和可靠指标β e为 pfe = Φ (- β e) =P (Zi ( O)(2)结构失效概率pf和可靠指标β为
权利要求
1.一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于 1)以可靠度理论为理论依据，利用结构可靠度的时段分析方法分别建立结构设计基准期及其间各时段的时段关系、以及施工期及期间各时间段的可靠度关系，形成各时段关系表达式和可靠度关系表达式； 2)求解步骤I)所述关系表达式，得到施工期风荷载标准值与设计基准期风荷载标准值比例； 3)根据步骤2)所述比例求解施工期风荷载因子。
2.根据权利要求I所述的一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于结构设计基准期及其间各时段上的可靠度之间的关系用下列表达式表示 1)结构功能函数表达式为Zi= Ri-Si = R-Si, i = I, 2, . . . , η, 其中R为结构抗力函数，Si为荷载效应函数； 2)每个时段的失效概率Pfe和可靠指标βe表达式为pfe = Φ(-β6) =P(Zi^O) 3)结构失效概率pf和可靠指标β表达式为
3.根据权利要求I所述的一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于结构施工期与期间时段上的可靠度之间的关系由下列表达式表示 1)设Tc内结构可靠指标为i3c，失效概率为pf，c;TC内结构可靠指标为i3e，c，失效概率为pfe，c，对应的结构抗力为Re，即有如下表达式
4.根据权利要求I所述的一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于施工期与设计基准期可变作用标准值之间的关系由下列表达式表示 1)施工期结构抗力Re为设计基准期结构抗力R的函数，表达式为R。=kR其中k为比例系数，为施工期结构抗力因子； 2)如果R和S均服从正态分布，得到如下表达式
5.根据权利要求I所述的一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于施工期可变作用因子k的求解过程如下 1)按照以下步骤求解施工期可变作用因子k(1)取初值η = 50, β = i3c = 2.7 4.2, Y S = 1.4, YR=Ll I. 4, μ S = I ；给定某一 nc ； (2)假定μR、σ R和σ S的初值，例如5、0· 5,0. 5 ； (3)利用设计验算点法，解式得βe、σ 、σ s,和？； (4)计算Pe ； (5)形成方程组，并解之得μR、σ R和σ S ; (6)计算k； 2)对于施工期Tc不是I年的整数倍时，k用以下办法计算 (1)先算出Tc的整数年对应的k，计作kl； (2)将Tc其余的天数看成新的nc,T取成365天，Y R与计算kl时相同,计算k,记作
全文摘要
本发明涉及一种超大型冷却塔施工期风荷载取值方法，其特征在于1)以可靠度理论为理论依据，利用结构可靠度的时段分析方法分别建立结构设计基准期及其间各时段的时段关系、以及施工期及期间各时间段的可靠度关系，形成各时段关系表达式和可靠度关系表达式；2)求解步骤1)所述关系表达式，得到施工期风荷载标准值与设计基准期风荷载标准值比例；3)根据步骤2)所述比例求解施工期风荷载因子。本发明以结构可靠度设计的基本理论为基础，以冷却塔塔筒施工期和设计基准期内具有相同的可靠度为前提，对塔筒施工期设计风荷载的取值标准问题进行研究，有利于冷却塔施工期设计风荷载的确定，对施工期冷却塔的稳定性和造价具有决定性的意义。
文档编号G06F19/00GK102968557SQ20121044912
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者陆晓琴, 马兆荣, 汤东升, 彭雪平, 乔旭斌, 匡俊, 何小华, 刘立威, 孙小兵, 刘东华 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院