【摘要】：井塔是一類重要的工業(yè)建筑物,在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中起著重要的作用,它是礦井上下人員和物資運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ稀，F(xiàn)在很多立井使用凍結(jié)法施工,凍結(jié)管的布置使內(nèi)框架柱樁基礎(chǔ)很難滿足設(shè)計(jì)深度,增加了施工成本和難度,因此產(chǎn)生了帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的井塔。目前對(duì)于此類新型井塔的研究和應(yīng)用還很少,所以對(duì)帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)井塔的受力性能進(jìn)行研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文以某帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土井塔實(shí)際工程為依托,采用SAP2000有限元軟件對(duì)井塔結(jié)構(gòu)建立整體模型進(jìn)行數(shù)值模擬研究,通過模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析、彈性時(shí)程分析和Push-over分析研究了井塔在常遇和罕遇地震作用下的受力性能特點(diǎn),并根據(jù)其塑性鉸發(fā)展情況判斷出井塔結(jié)構(gòu)的薄弱位置并提出改進(jìn)建議。然后,通過改變轉(zhuǎn)換梁剛度、轉(zhuǎn)換層上下側(cè)向剛度比以及樓板計(jì)算假定,分析了這些因素的變化對(duì)井塔結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。通過分析研究發(fā)現(xiàn),帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)井塔的薄弱位置出現(xiàn)在第五層,在罕遇地震作用時(shí),第五層部分梁端首先發(fā)生破壞,接著,二層內(nèi)框柱底出現(xiàn)塑性鉸,所以在井塔設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)換梁托柱底部進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)。隨著轉(zhuǎn)換梁剛度的增大,井塔的整體抗震性能有了一定提升,樓層位移和層間位移角都有小幅度的減小,但轉(zhuǎn)換梁的地震剪力和彎矩均增大很多,并且下層扶壁柱的剪力和彎矩值也有一定增大,這對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震不利。在實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中,轉(zhuǎn)換梁剛度的提高不但使設(shè)計(jì)增添了難度,增加了工程成本,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能貢獻(xiàn)也不大,因此,對(duì)于帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的內(nèi)框外箱型井塔,在滿足建筑結(jié)構(gòu)要求的前提下,適當(dāng)弱化轉(zhuǎn)換梁剛度有利于改善結(jié)構(gòu)抗震性能,建議避免高窄梁,采用寬扁梁。隨著井塔轉(zhuǎn)換層上下側(cè)向剛度比的減小,井塔在兩個(gè)水平方向上的整體抗側(cè)剛度均增大,樓層位移和層間位移角有所減小,轉(zhuǎn)換梁和扶壁柱的內(nèi)力也相應(yīng)減少,但減小的比率也在逐漸縮小,所以在滿足經(jīng)濟(jì)要求的情況下,通過改變井塔結(jié)構(gòu)剪力墻厚度來減小轉(zhuǎn)換層上下側(cè)向剛度比值,對(duì)井塔整體結(jié)構(gòu)抗震有利,并可以使托住轉(zhuǎn)換梁在地震作用下的內(nèi)力減小很多。井塔采用不同樓板計(jì)算假定對(duì)結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)有著顯著的影響,其中轉(zhuǎn)換層的樓板假定是影響轉(zhuǎn)換梁地震效應(yīng)的主要因素,其余各層樓板假定對(duì)轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力影響不大,采用剛性板假定得到的井塔層間位移角和內(nèi)框柱分配剪力都偏小,當(dāng)井塔應(yīng)用剛性板假定計(jì)算結(jié)構(gòu)的抗震變形和內(nèi)力滿足規(guī)范要求時(shí),彈性板假定未必滿足要求,因此,對(duì)于復(fù)雜特殊的建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)該使用彈性樓板假定進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算。通過本文對(duì)帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土井塔抗震性能的研究,可為類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及抗震分析提供參考。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU375

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本文編號(hào)：2580540