偏心支撑窑尾塔架结构耗能特性研究.pdf

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1、建材世界2013年第34卷第4期doi：10．3963／j．issn．1674—6066．2013．04．035偏心支撑窑尾塔架结构耗能特性研究崔吉民1，李苑1，魏文晖2，申昌俊1，陈军2(1．天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；2．武汉理工大学，武汉430070)摘要：选用具有代表性的单层偏心支撑窑尾塔架结构进行反复荷载分析，得到不同耗能梁段长度的单层偏心支撑窑尾结构的受力状态和滞回曲线，定量的计算出结构所耗散的能量，以此为依据比较不同耗能梁段长度结构的延性和耗能能力，探讨耗能梁段长度和截面尺寸对结构耗能的影响。关键词：偏心支撑；窑尾塔架；有限元；抗震性能Researchon

2、SeismicDesi弘()ptimizationofK．-ShapeEccentricalIyBracedPreheater(Kiln)TowerStructureCUI．，i—m锄1，LJM缎，z1，WEJW毒，2一矗Mi2，SHENCh以咒90“721，CHEN，“门2(1．Tianjin(kmentIndustryDesignandResearchInstituteCo，Ltd，Tianjin300400，Chim；2．WuhanUniversityofTechn0109y，Wuhan430070，Chim)Abstn屺t：Seismicdesignoptimizationresea

3、rchontheeccentricallybracedpreheatertowerwasstudied．First，asin—gle-storyeccentricallybracedpreheatertowerstructurewasselectedasarepresentation，onwhichthecyclicloadinga—mlysisiscar“ed．Andtheoptimallengthoflinkwasdeterminedduetotheenergydissipationcapacity．Thefiniteele—mentmodelofeccentricallybr4cedp

4、reheatertowerstructurewasestablished，andmodalanalysesofcentricallybracedstructureandeccentricallybracedoneswithdifferentlengthof1inkswereconductedaswellaselasticresponsespctrumanalysisandtime—historyanalysis皿derfrequentearthquake，a11delastic—pIastictime—historyamlysisunderrareearth—quake．Meanwhile，

5、thedyllamiccharacteristicsandseismicbehaviorofeverystructurewerecompared．Keywo柑s：eccentricallybraced；preheatertowerstructure；finiteelement；seismicbehavior水泥厂窑尾结构是一种平面尺寸小，总高、层高大，而且荷载大的工业特种结构，通常采用底层混凝土、上层中心支撑钢结构的形式。高烈度地区，支撑容易发生屈曲，造成结构体系刚度及耗能能力急剧下降，偏心支撑可较好的解决中心支撑在高烈度地区存在的缺陷。在风荷载及在中小地震作用时，消能梁段处于弹性变形阶段，

6、窑尾结构具有相当大的侧向刚度，不致发生影响正常使用的过大变形；在强烈地震作用下，消能梁段先于支撑屈曲而屈服，耗散结构能量，达到消能减震的目的。为了全面掌握偏心支撑窑尾结构的耗能特性，该文对不同耗能梁段长度的典型单层偏心支撑窑尾框架结构进行低周反复荷载弹塑性分析，得到不同耗能梁段长度的单层偏心支撑窑尾结构的受力状态和滞回曲线，定量的计算出结构所耗散的能量，以此为依据比较不同耗能梁段长度结构的延性和耗能能力，为偏心支撑窑尾框架结构设计提供依据。1工程背景和单层计算模型以某6000t／d规模水泥生产线建设工程的烧成窑尾框架结构为分析对象。该结构共八层，总高91．71m。其底部为钢筋混凝土结构，上部

7、为钢框架一支撑结构体系。框架柱和梁为H型钢梁，支撑则采用空心钢管，由于篇幅限制，构件详细几何尺寸省略。结构标准层平面图和立面图如图1、图2所示。收稿日期：2013一06—26．基金项目：国家自然科学基金(51178362)．作者简介：崔吉民(1972一)，高级工程师．E_mail：cuijimin@sinoma—tj．cn124建材世界2013年第34卷第4期薹[1@oINI+⑥CI帼拘寸I4：叫LJ』!三Q