高耸烟囱考虑温度效应的风振研究

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1、苏州科技学院硕士学位论文（全日制专业学位）高耸烟囱考虑温度效应的风振研究学生姓名：张鹏指导教师姓名：范存新教授专业领域：建筑与土木工程研究方向：混凝土结构与组合结构理论及其应用苏州科技学院土木工程学院二○一五年十二月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyTheResearchonTheWindInducedVibrationofToweringChimneyConsideringTheEffectofTemperatureMasterCandidate:ZhangPengSupervisor:P

2、rof.FanCunxinMajor:ArchitectureandcivilengineeringResearchArea:TheTheoryandApplicationofConcreteStructureandCompositeStructureSuzhouUniversityofScienceandTechnologyDepartmentofCivilEngineeringDecember,2015苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要随着现代工业的发展,社会对环境污染的控制要求不断提高,钢筋混凝土烟囱越来越多,高度越来越高。所以对烟囱的风振研究,特别是对钢筋混凝土烟囱

3、的风振反应分析很重要。本论文主要完成以下几部分工作：（1）选取合适的材料参数和单元建立钢筋混凝土烟囱的有限元分析模型。（2）采用AR线性滤波法模拟了烟囱结构的脉动风速时程，并且计算出了作用在烟囱结构上相应的风荷载时程。然后对结构进行动力特性分析，最后施加风荷载，对钢筋混凝土烟囱结构进行风振分析，得到烟囱在风荷载作用下的顶点水平位移、顶点水平速度、顶点水平加速度等风振响应。（3）计算确定钢筋混凝土烟囱的温度场，得到了外界烟气的高温作用下烟囱筒壁的升温曲线。由升温曲线可以发现：烟囱升温初期较快，后期升温较慢，结构截面的温度分布呈现内部温度较高，外部温度较低的规律。（4）对钢筋

4、混凝土烟囱进行了考虑温度效应的风振分析，得到了烟囱在风荷载和高温烟气一起作用下的响应得到了结论是：烟囱在考虑温度作用后，烟囱顶点位移、顶点速度发生显著的增加。而且随着温度的提高，温度的影响变得越显著，因此在设计时要从多方面考虑，确保结构适用和安全。关键词:钢筋混凝土烟囱，风振，温度场，温度效应IMasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyAbstractAbstractWiththedevelopmentofmodernindustry,therequestoftheenvironmentalpoll

5、utionandthereinforcedconcretechimneyisgettinghigher.Soitisimportanttohavethefurtherdiscussionofthechimney’swindvibrationperformance.Thispapermainlyhascompletedthefollowingpartsofthework:(1)Thispaperselectstheappropriatematerialparametersandbuildfiniteelementanalysismodelofreinforcedconcre

6、techimney.(2)ThispaperusesARlinearfilteringmethodtosimulatethestructureofthechimneyofthepulsewindvelocityandcalculatesthecorrespondingtimehistoryofwindloadonthechimneystructure.Thenthepaperanalyzesthedynamiccharacteristicsofthestructure.Finally,thewindloadisappliedtothestructure.Dynamicti

7、mehistoryanalysisofreinforcedconcretechimneyisconducted.Thehorizontaldisplacement,velocity,accelerationofthechimneyundertheactionofwindloadandsooniscalculated.(3)Thenitcalculatesthetemperaturefieldofreinforcedconcretechimneyandobtainsthetemperaturecurveofchimneybarr