基于杆系模型的脱硫塔地震作用分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第37卷第3期158SichuanBuildingScience2011年6月基于杆系模型的脱硫塔地震作用分析刘雨，赵书锋(开封大学土木建筑工程学院，河南开封475004)摘要：采用一维杆系模型和在大型通用有限元软件PATRAN．NASTRAN上建立的三维有限元模型分别对脱硫吸收塔进行了地震反应分析，并将其分析结果进行对比。研究表明，只要合理确定等效分布刚度和等效分布质量，杆系模型可以应用于在复杂三维壳体结构中进行地震反应分析，为该类工程结构的抗震设计提供可靠的依据。关键词：杆系模型；三维有限元模型；等效刚度；等效质量中图分类号：TU311

2、．3文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)03—158—04SeismicresponseofsmokingdesulfurationabsorbertowerbasedonrodmodelLIUYu．ZHA0Shufeng(SchoolofCivilEngineering，KaifengUniversity，Kaifeng475004，China)Abstract：Seismicresponsesofdesulfurationabsorberareobtainedbyusingtherodandfiniteelement3-Dmodel，

3、theresultsshowthattherodmodelcanbeappliedtoseismicresponseanalysisof3-DsheUstructureifthereasonableapproachtodeterminetheequivalentrigidityandequivalentmassisused．Keywords：rodmodel；finiteelement3-Dmodel；theequivalentrigidity；equivalentmassU日IJ罱现有的国家规范和一些行业规程对于地震作用的计算都是以一维模型为基础的。脱硫

4、吸收塔是一个复杂的三维结构，目前没有成熟的标准规范，从而27700造成脱硫塔结构的地震作用计算分析比较困难。抗25．623．500震性能评价成为一个十分棘手的问题，故建立合理的模型对其进行简化分析、进行实际工程设计，具有l8．300重要的意义。这就要求所建立的分析模型既要能反映结构的主要特征，又不能过于精细和复杂，否则，12300很难在工程实际中加以推广应用。本文将紧紧抓住地震作用这一要点，从等效质量及分布和等效刚度及分布人手，建立能考虑弯曲和剪切变形的共同影响一维杆系模型，对其进行地震作用分析，并将其与三维有限元分析结果进行对比。图1300MW吸收塔几何

5、尺寸1工程概况Fig．1Geometricaldimensionsofdesulfurationabsorbertower300MW机组烟气脱硫用吸收塔，塔顶标高40标高32．4～40m为圆拱体。吸收塔壁厚度分布如m，标高31．4m以下为简体，直径12m；标高31．4—图1所示。在标高23．5m，25．6m，27．76m处分别32．4m为圆台面，下部直径12m，上部直径11nl；设置三道喷淋管道，管道直径从进口部分逐渐递减，收稿日期：2009-08-31分别为lm，0．8133，0．65m，0．4113，厚度为10mm。作者简介：刘雨(1968一)，女，河

6、南开封人，高级工程师，主要从事进口烟道中心标高15．804In，宽度为10．640m，高土木工程、道路桥梁及抗震研究。E—mail：kfdxliuyu@163．con度为4In，厚度为8Inin，与水平面夹角为8度，在各2011No．3刘雨，等：基于杆系模型的脱硫塔地震作用分析159面设置型钢以加劲。在标高4．2m，8．2m，12．3133，度都有关系，而这些刚度系数事先都是未知的。所18．3／71，21．1m，26．55m，31．15m处分别设置环向以，整个等效过程大体上分为两步：一是确定各段杆加劲梁。喷淋管道处有支撑梁，主管支撑梁截面为件的相对刚度；二

7、是整体调整，用于确定各段杆件的450mm×250mm，辅梁截面为350mm×150mm，进最后刚度。口烟道竖向加劲梁用箱形截面，高度和宽度均为2．2．1各段杆件的相对刚度等效350mm，厚度为12／1171。进口烟道及塔体材料为将各段塔体和等效的等截面杆视为底部固定，Q235钢。上部自由，并在底部施加单方向的同一加速度，此吸收塔所处位置属于设计地震分组的第二相当于Ⅱ5对．．，z每m一．4I●m。一●圆●质日{I点l_施l加●卜7、单方向体积力。然后，计算组]，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为两者的顶层位移，根据各段顶层位移相等的原则确0．2g[¨。

8、定等效刚度，即杆件的截面惯性矩，如图3所示，等效过程如下。2一维杆