本文選題：冷卻塔結(jié)構(gòu)　切入點：地震響應(yīng)分析　出處：《振動與沖擊》2016年23期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：大型高聳鋼筋混凝土冷卻塔屬于典型的風敏感型結(jié)構(gòu),近年來在地震、飛機撞擊、爆破等極端外部作用下動力響應(yīng)研究也得到了工程界的廣泛關(guān)注。土-結(jié)構(gòu)動力相互作用效應(yīng)(Soil Structure Interaction,SSI)對于大壩、橋梁等類型工程結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響研究成果較為豐富,而對冷卻塔結(jié)構(gòu)體系的影響程度方面很少涉及。依據(jù)彈性波動理論結(jié)合有限單元法,建立和推導了考慮土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的三維黏彈性人工邊界模型和公式,并通過半空間自由場模型驗證該地震動輸入方法的準確性。以國內(nèi)實際工程項目——某火電廠大型冷卻塔為研究背景,以通用有限元程序ANSYS為平臺,分別建立了冷卻塔剛性地基模型、無質(zhì)量地基模型和黏彈性人工邊界模型,開展模態(tài)分析及彈性時程分析,研究不同計算模型相應(yīng)的動力特性及內(nèi)力變化,探討了土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:考慮剛性地基,冷卻塔結(jié)構(gòu)體系自振頻率分布十分密集,絕大多數(shù)振型為環(huán)向諧波和子午向諧波組合的局部振型;考慮彈性地基后,結(jié)構(gòu)的自振頻率略有降低,整體振型較早出現(xiàn)。通過時程分析可知,采用黏彈性人工邊界模型,考慮無限地基輻射阻尼效應(yīng),與剛性地基模型相比,塔筒的絕對加速度最大值降低43.4%,塔筒沿子午向彎矩軸力幅值降低約50%,而環(huán)向內(nèi)力卻均顯著提高,X支柱內(nèi)力幅值降低約20%~50%.因此,在進行冷卻塔地震響應(yīng)分析時,土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的影響不可忽視。
[Abstract]:The large high-rise reinforced concrete cooling tower is a typical wind-sensitive structure. In recent years, during earthquakes, aircraft impact, The study of dynamic response under extreme external action, such as blasting, has also received extensive attention in engineering circles. The effect of soil Structure interaction on seismic response of dams, bridges and other types of engineering structures has been studied in this paper, and the results are relatively rich in the study of the effects of soil-structure dynamic interaction effect on the seismic response of structures such as dams, bridges and other types of structures. Based on elastic wave theory and finite element method, a three-dimensional viscoelastic artificial boundary model and formula considering soil-structure dynamic interaction are established and derived. The accuracy of the local vibration input method is verified by the half-space free field model. Taking the domestic practical project, a large cooling tower of a thermal power plant, as the research background, the universal finite element program ANSYS is used as the platform. The rigid foundation model of cooling tower, the massless foundation model and the viscoelastic artificial boundary model are established respectively. Modal analysis and elastic time history analysis are carried out to study the corresponding dynamic characteristics and internal force changes of different calculation models. The influence law of soil-structure dynamic interaction is discussed. The results show that the natural vibration frequency distribution of cooling tower structure system is very dense considering rigid foundation, and the majority of vibration modes are local mode of combination of toroidal harmonic and meridional harmonic. Considering the elastic foundation, the natural vibration frequency of the structure decreases slightly, and the whole vibration mode appears earlier. Through the time history analysis, it can be seen that considering the radiation damping effect of infinite foundation, the viscoelastic artificial boundary model is compared with the rigid foundation model. The maximum absolute acceleration of the tower tube is reduced by 43.4 parts, the axial force amplitude along the meridional moment of the tower tube is reduced by about 50, but the internal force amplitude of the annular force is significantly increased by about 20 / 500.Therefore, in the analysis of the seismic response of the cooling tower, The influence of soil-structure dynamic interaction can not be ignored.
【作者單位】： 西安理工大學水利水電學院;西安理工大學土木建筑工程學院;中國水利水電科學研究院工程抗震研究中心;
【基金】：國家自然科學基金(51179162)
【分類號】：TU311.3

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本文編號：1576408