烟囱结构在地震荷载作用下的动力响应分析-精品

《烟囱结构在地震荷载作用下的动力响应分析-精品》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、前言随着社会的发展,工程结构形式日益多种多样,建筑结构的抗震和防震功能的要求也不断提高。传统的结构抗震设计不仅仅使得结构的造价大大增加,而且由于地震的不确定性而往往难以达到预期效，因而使得结构控制理论在工程结构中得以应用。塔式结构塔是地震这种不确定性灾害危害最严重的结构之一，塔式结构的共同特点是，高度和横向尺寸之比很大，结构的抗弯刚度相对较柔，在横向荷载作用下，容易产生较大的振动和变形。在地震作用下高耸塔式结构由于接收了外界输入能量、会产生振动反应〔动内力、动位移和振动加速度〕，一般情况下这种反应是多

2、自由度低频振动。如何减小高耸结构在强震和大风作用下的动力反应，满足承载力、变形、稳定性和舒适性的要求，是重要的研究课题。那么运用动力学理论分析，找到结构反应的最大控制量，进而就能寻找最合适的方法途径提高建筑结构的抗震性能，这样就能使我们对结构的抗震技术推向一个新高。近年来，国内外学者逐渐开始重视对结构抗震反应的研究，各国抗震设计规范对于高耸结构的抗震设计也有多方考虑。但是目前的计算方法大都十分粗略，多为不考虑结构动力特性的静力法，且各种计算方法规定的系数相差甚大。因此，对于运用动力学理论加深研究结构的

3、在地震中的动力特性，以及找到合理的抗震设计方法十分迫切。作为火力发电厂重要构筑物的烟囱,必须满足我国现行《建筑抗震设计规范》的总体抗震设防目标。但是,对于普通单筒钢筋混凝土烟囱主要非结构构件的内衬以及套筒式分段支撑砖内筒烟囱,烟囱规范对其抗震几乎没有要求。但是烟囱作为火力发电场的重要构筑物，其抗震性能应满足抗震要求，当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。以保障生命安全为单一设防目标的设计思想,尽管可以做到大震时主体结构不倒塌以保障生命安全,但它可能导致中小震

4、下结构正常使用功能的丧失而引起巨大的经济损失。此次论文主要从动力学上计算烟囱在遭遇地震时的动力特性，进行地震加速度激励下的动力学响应计算，以及其在横截面变化时对动力学计算的影响。文献［5］中对在对塔式结构地震波响应进行仿真反应分析，由计算分析可知，在输入强烈水平地震激励时，无控制的塔顶水平最大位移可以满足设计的要求，无控制的塔顶水平最大加速度远远大于人体舒适度所规定的限度。因此对塔式结构地震激励下的振动控制极其重要。文献［12］中对高耸烟囱结构竖向与水平地震作用进行分析，人们对结构在面水平运动下的反应

5、作了较多的研究，认为水平运动是造成结构破坏的主要原因。震竖向分量对结构的影响进行计算和分析后发现，竖向地震动对高耸结构也具有一定的破坏性，应当予以重视。本文主要是利用振型分解反应谱法研究水平地震对烟囱结构的影响。利用SAP200建模分析烟囱结构在水平地震作用下的动力特性，由于反应谱理论较真实地考虑了结构振动特点，计算简单实用，因此反应谱理论目前是各国抗震规范中给出的一种主要抗震分析方法。反应谱方法采用动力方法计算地震反应，考虑了地面运动的强弱、场地、土性质及结构动力特性对地震惯性力的影响，能够在相当程

6、度上反映地震对结构的作用。反应谱法用于设计比较简便，可以算出结构在地震作用下的模态信息，位移，内力等。从而掌握一些能够控制结构振动的控制参数。目录中文摘要………………………………………………………………………………….....I英文摘要…………………………………………………………………………………....II第一章绪论11.1概述11.1.1选题背景及现实意义11.1.2国内外发展趋势21.1.3本文重点21.2工程结构抗震设计理论发展概述31.2.1静力理论阶段31.2.2反应谱理论阶段31.2.3

7、动力理论阶段4第二章实体结构简介52.1烟囱实体简介52.2烟囱筒壁横板图：52.3烟囱内衬及隔热层详图:6第三章关于结构的荷载计算83.1关于内衬荷载的计算93.1.1烟囱出口内径1.4m内衬自重计算表：93.1.2烟囱出口内径1.7m内衬自重计算表：103.1.3烟囱出口内径2.0m内衬自重计算表：113.1.4烟囱出口内径2.5m内衬自重计算表：123.2关于风荷载的计算133.2.1风荷载143.2.2风荷载的特征143.2.3风荷载计算14第四章振型分解响应谱法基本原理194.1反应谱理论1

8、94.2不进行扭转偶联计算的结构地震作用和作用效应194.3多自由度弹性体系的自由振动224.4振型的正交性254.5振型分解274.6计算水平地震作用的振型分解反应谱法29第五章烟囱结构建模分析325.1计算模型的建立325.1.1概况325.1.2结构有限元建模325.1.3SAP2000建模如图所示：335.2基本动力特性345.2.1结构自振周期345.2.2结构空间阵型365.3振型分解反应谱法分析385.3.1抗震设计反应谱于地震影响系数38