多种荷载组合下超大型空冷塔筒体静力响应与可靠度分析

《多种荷载组合下超大型空冷塔筒体静力响应与可靠度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文多种荷载组合下超大型空冷塔筒体静力响应与可靠度分析STATICRESPONSEANDRELIABILITYANALYSISOFSUPER-LARGEAIRCOOLINGTOWERSTUBEUNDERCOMBINATIONOFMULTIPLELOADS郎路光哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TU271.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文多种荷载组合下超大型空冷塔筒体静力响应与可靠度分析硕士研究生：郎路光导师：贾明明副教授副导师：吕大刚教授申请学位：工程硕士学

2、科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU271.1U.D.C:624ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringSTATICRESPONSEANDRELIABILITYANALYSISOFSUPER-LARGEAIRCOOLINGTOWERSTUBEUNDERCOMBINATIONOFMULTIPLELOADSCandidate：LangLuguangSupervisor：Associate.Pr

3、of.JiaMingmingAssociateSupervisor：Prof.LuDagangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要自然通风冷

4、却塔是应用最广泛的冷却塔结构之一，而我国在超大型间接空冷塔的设计理念上已落后于欧美发达国家。德国VGB标准在设计冷却塔时考虑了结构几何非线性与材料非线性问题，相比之下，我国规范依然处在线弹性范围。因此，有必要对采用上述两种规范所设计的冷却塔进行对比研究，为我国相关规范的修订提供参考意见。本文首先对采用我国规范和德国VGB标准设计的高达220m的两种典型超大型间接空冷塔进行数值建模，并从不同角度分析研究两种模型的承载能力水平，并对两种冷却塔结构的可靠性进行分析，最后按照我国《工程结构可靠度设计统一标准》（GB501

5、53-2008）评价这这两种空冷塔的可靠度。在可靠度分析部分，本文采用HDMR（HighDimensionalModelRepresentation）响应面方法获得结构的近似功能函数，然后结合FORM、MCS方法对结构可靠度进行求解分析。研究分析发现，采用德国VGB标准设计的冷却塔（模型B）壁厚薄于采用我国规范设计的冷却塔（模型A），但是模型B子午向配筋面积大于模型A，其配筋率更是得到明显提高。通过荷载响应分析可以看出，在我国规范规定荷载作用下，两模型均满足承载能力要求。风荷载为冷却塔控制荷载，并且塔体迎风面以受

6、拉为主，塔体迎风面混凝土层极易发生开裂，壳体主要通过钢筋层承受拉应力。通过可靠度分析研究可以看出，两模型最不利截面均出现在塔体喉部（0°子午线110m高度附近）。其中模型Ａ可靠指标明显大于模型Ｂ，模型Ａ各层壳承载能力可靠指标均满足我国规范要求；模型Ｂ混凝土层承载能力可靠指标低于我国规范限值，但是其钢筋层可靠指标满足我国规范要求。而正常使用极限状态所对应可靠指标，两模型均满足我国规范要求。通过本文研究分析可以看出，在设计变量较少且合理选择参考点的情况下，Cut-HDMR响应面方法获得的结构近似功能函数具有较高的精度

7、，并能准确计算出某一壳层可靠指标。采用德国VGB标准设计的冷却塔结构虽然壁厚较薄，但是其采用较高配筋率，使壳体抗拉承载能力得到较大提高，其规范荷载作用下承载能力及结构可靠度均基本满足我国规范要求。关键词：超大型间接空冷塔；多种荷载组合；结构响应；可靠度分析；HDMR方法I哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractNaturalventilationcoolingtowerisoneofthemostwidelyusedcoolingtowerstructure,butourcountryisbehindthede

8、velopedcountriesinEuropeandAmericainthedesignconceptofthesuper-largeindirectaircoolingtower.ComparedGermanVGBstandardforcoolingtowerstructuredesignconsideringthegeometricnonlinearityandma