此外，为了防止锅炉炉体因燃烧沿竖向产生的不均匀变形，以及因为风荷载或地震作用产生的晃动将会伤及炉体本身、其它设备或锅炉构架，在刚性平面运转层上对应锅炉炉体轴对称线处设有锅炉炉体导向装置，辽电300MW火电锅炉构架导向装置构造如图1-4所示，哈尔滨火电二厂600MW锅炉导向装置构造如图1-5所示。该导向装置每侧留有1. 5mm的安装间隙。并目_一般情况下，在每座电站锅炉上沿炉体高度布置有二层炉体导向装置。

       由十导向装置将锅炉和锅炉构架完全的连接到了一起，使得锅炉构架在地震的作用下振动的更加剧烈，并没有充分发挥悬吊体系的减震的优越性。为了提高锅炉构架的抗震性能，有必要对导向装置进行改造。
       压力容器锅炉汽包的位置也很单一化，为了便十汽水混合体的循环，它总是被放置在锅炉构架的顶部，并目‘一般都被放在锅炉构架前端。
       其它恒载，如吊挂的管道，燃烧器及其它设备等，都因地制肩{地由临近的刚性平面运转层来承担，形成各刚性平面运转层的荷载。相对Ifu言，这些荷载与锅炉钢结构自重、锅炉炉体或锅炉汽包相比重量很小，所以，它们在整个恒载中所占比例就更小了。
       上面介绍的就是不受任何外荷载作用的火力发电站中的锅炉构架体系。当锅炉钢构架体系受到风荷载作用或地震作用时，为了结构的安全，其侧向位移必须受到限制。}fu纵向及横向的水平荷载作用最终是由Ixl 1-6中标有圈号的立面框架来承担。这些带有斜支撑的立面框架侧向刚度很大，对刚性平面运转层来说，这些立面框架就是其弹性支座，刚性平面运转层可以被视为格构式的大梁。
       从另外一个角度上看其结构体系，锅炉构架可以看成一个巨型框架，炉体可以看成一个质量块悬吊在巨型框架上，因此锅炉构架和炉体组成了一个悬吊体系。1938年Williams提出了用悬挂原理建筑超高层建筑的想法。自50年代后期，国外出现了一些悬挂建筑[}``} }   Ifu在国内还未见有以悬挂体系为主体的建筑结构的报道，Ifu b‘有关方面的研究报告也比较少。文献[5-7]对悬挂体系的动力及抗震性能进行了研究，文献[8]比较了悬挂体系巨型框架和坐承式巨型框架对地震波的反应。结果表明，前者比后者的顶层位移反应减少60%}- 70%，对十其它减震控制}fu言是很难达到这种效果的，因此，选择有效的抗震建筑结构形式比选择抗震控制方法似乎更有意义。
       但是，发电锅炉有许多的管线需要通过各个刚性层，当炉体晃动幅度很大时，就会把管线切断，影响了发电锅炉的正常工作，所以要控制炉体和锅炉构架之间的相对位移。然Ifu以前的方法是加上了老式导向装置，完全把炉体和锅炉构架刚结到了一体，加大了锅炉构架的地震反应。
1.2.2火电锅炉构架体系抗震研究状况
一、以往锅炉构架体系分析内容一般包括:
       1.构架的自振特性;
       2.锅炉炉膛(本体)的自振特性;
       3.锅炉与支承构架的相互关系;
       4.锅炉构架体系的振动特性和地震反应特点。
二、老式锅炉构架体系设计的简化模型及其利弊
       1、将悬吊炉体作为一个悬吊刚体[}}._ 11]，如图1-7 Ca)所示，考虑炉体的悬吊影响和炉体与炉架的弹性联系。多次实测结果表明，悬吊锅炉的炉体沿构架两个主轴方向几乎为刚体位移，其中包括刚体平动和刚体转动，构架产生弹性变形。因Ifu将炉体简化为两个自由度，一个为刚体平动，另一个为绕炉体重心的转动，构架则简化为多个自由度，其自由度的个数依刚性层的
层数}fu定。实测结果也表明，导向装置的缝隙极小(C3-Smm)。为了考查导向装置对锅炉构架动力特性的影响，测试中分两种情况进行，一是保持制晃的自由状态;二是用钢板塞住导向装置的缝隙，使其固定。实测结果表明:缝隙塞住与否，悬吊锅炉构架的特征值无明显变化。因此可以认为它们是恒有联系的，目_用一弹簧代替导向装置的力学性质[yob。炉体的转动会引起吊杆的拉伸和压缩，用一个拉压弹簧代替吊杆的拉伸压缩的力学性质。这样悬吊锅炉可简化为图1-7 Ca)所示的多质点悬吊体系模型，为推演方程具有普遍性，每个刚性层设置一个弹簧代表导向装置，若遇有无导向装置的刚性层，可令弹簧常数为0 L13Jo
       这种简化计算模型是把结构的受力部分一锅炉构架作为研究对象，进行力学简化的。
       首先，这种简化计算模型是把刚性平面运转层作为划分尺度，按照刚性平面运转层的数量确定计算质点和等效杆件。
       其次，这种简化计算模型把刚性平面运转层上的质量及临近的质量全部简化到该刚性平面运转层上。并目_把这一层的层间刚度等效成等效杆件的刚度。同时，锅炉顶部的顶板梁支吊层被简化成绝对刚性梁。
       最后，锅炉炉体被视为刚体，并目_通过弹性部件与主体结构连接。因此，在这里，锅炉导向装置和炉体吊杆被简化成弹性部件。

       这种简化计算模型显然有它的优点。最明显的一点是，它的计算单兀较少，所以，它的运算速度就要快很多。在计算手段受到限制的过去，这种简化的确发挥了积极作用。
       但是，在计算机飞速发展，计算手段口益更新的今天，这种简化计算模型的弊端口渐凸现出来。
       其一，在能够实现较高计算精度的先进计算手段的映衬下，把刚性平面运转层临近的质量全部简化到该刚性平面运转层上的做法必将造成计算的不精确。
       其二，通过求和的方式把两个刚性平面运转层间的构件刚度等效成等效杆件的刚度也将形成一定的偏差。毕竟刚性平面运转层上与各个柱相联的梁对所联的柱子存在弹性约束。ifu b‘这种约束由十梁与梁间的相互弹性约束}fu变得难以确定。另外，在真实结构的某些承力构件一旦进入塑性阶段，严格地说，等效杆件的刚度应该变化，}fU在简化计算模型中，其层间刚度保持不
变。显然，这也满足不了结构在第二阶段弹塑性变形验算时的精度要求。
       其二，对吊杆来说，被视为弹簧也有商榷之处。在锅炉炉体自重的作用下吊杆被拉伸，如果锅炉炉体的振动是微幅振动，那么，吊杆被视为弹簧是可以的。然}fu，一旦锅炉炉体出现大幅振动，就很可能出现一端吊杆进入塑性阶段，}fU另一端吊杆不受力的局面。
       因此，尽管这种简化计算模型有它的优越之处，并目‘在一段时间内发挥了积极作用，但是，在使用这种简化计算模型进行计算时，一定要仔细考虑结构自身的特点与该简化计算模型适用条件的吻合程度。
       2、不考虑炉体刚度，把悬吊体重量按面积集中在炉架相对应高度的制晃点上，如图1-7 (b)，取炉架刚度作为多质点体系的刚度，分别计算构架和炉体重量产生的地震力将它们一并作用在构架上进行抗震验算结果表明，这样的简化对结构特征值影响很大。只有把炉体作为悬吊质量吊在构架顶梁上使之成为一个悬吊体系，才能计算出正确的结构振动周期和振型。
       在这种简化方式的基础上，哈尔滨工业大学土木工程学院研究生李富源利用结构分析软件ANSYS对锅炉构架建立了平面杆系模型，得出了部分锅炉构架的强震反应和被动控制的结论。
       随着计算机的飞速发展，计算手段的口益完善，尤其在计算领域上有限兀的引入，使得工程计算取得了革命性的进步。
       对锅炉钢结构来说，在杆兀、梁兀业已完善的今天，把真实的受力体系按照其自身各个构件的几何参数及材料特性在计算机中建立全比例杆系模型是完全能够实现的。这种计算模型的最大优点是，在计算机等硬件资源允许的情况下，如果配有先进的计算程序，其计算精度将会非常高，完全能够满足工程计算的要求。
       尽管这种计算模型是现在一些设计火力电站锅炉钢结构的单位所广泛采用的计算模型。但是，由十其选用了不当的计算方法和比较落后的求解程序，使得设计出来的锅炉钢构架很难满足即安全又经济的标准。
       在这里，锅炉钢构架抗震设计方法采用的是底部剪力法，Ifu所使用的求解程序也只能在弹性范围内有效。
       显然，这种设计存在诸多弊端，主要有如下几点:
       其一，锅炉钢构架抗震设计方法选用底部剪力法就未必妥当。底部剪力法的使用与否是由结构自身的特点，或者说是由结构自身的动力特性所决定的。只有结构在质量、刚度分布比较均匀，Ifu }_其结构高度不超过40米，从Ifu结构的第一振型占主导地位时，用底部剪力法计算出来的结果才能够满足工程精度要求。因此，不分炉型Ifu全部采用底部剪力法进行抗震设计的做
法与规范规定的不相符。规范规定大容量悬吊式锅炉构架的水平地震作用，J自{采用振型分解反应谱法进行计算，目_’自{取不少十5个振型。这暗示着悬吊式锅炉炉架高阶振型的影响不可忽略。另外，底部剪力法不应该用十锅炉钢结构第二阶段的验算。然}fu，目前第二阶段的验算仍旧使用底部剪力法进行弹性变形验算，使计算结果满足第二阶段的限值。无疑，这种每个承力构件都处十弹性阶段的设计必将造成极大浪费。这也是目前在用钢量方面国内设计的锅炉钢构架比国外设计的同类型锅炉钢构架多很多的主要原因。       其二，所使用的求解程序应该是有条件的。在划分完单兀后，从单兀刚度矩阵到整体刚度矩阵，单兀材料的弹性模量E是不变的。所以，用此法求解构件内力的前提条件是，各个构件的应力不能达到和超越所用材料的屈服极限。此外，所使用的求解程序对十长细比很小的构件无法考虑其剪切变形。当然，这种方法也无法考虑所用材料泊松比的影响。
       由十上面提到的诸多算法和解法上的缺陷，使得结构设计成本非常的高，这就为在市场竞争中求发展的企业设置了很大的阻力。与此同时，这种设计无法应用目前较为先进的抗震设计手段一装置或部件耗能抗震。
       除了把炉架简化为平面多质点体系外，国家地震局工程力学研究所和另外几家单位合作，在上世纪80年代末曾经对山东省肥城石横电厂30万机组锅炉构架等四台锅炉构架用SAPS程序计算它们的自振特性并给出了计算模型，但限十当时计算机硬件水平，所做的工作并不多，也不深入。
二、大型有限兀软件对锅炉构架体系分析的进展过程
       1、哈尔滨工业大学土木工程学院研究生李峰利用大型有限兀分析软件ANSYS对火电锅炉构架体系建立了空间模型(如图1-8)，并利用ANSYS求解器和后处理器进行了地震反应分析和被动控制研究，得到若干结论「州。本文所采用的模型是在该模型基础上改造的，同时本文将对其结论适当参考引用。分页