本文選題：框架塔　切入點：脈動風　出處：《北方工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：石油化工高塔設備在脈動風荷載作用下容易產(chǎn)生過大橫向位移,工程中通常在高塔周圍布置側框架來進行控制,這種結構稱為框架塔結構。我國還沒有對這類框架塔在脈動風荷載作用下的設計標準進行統(tǒng)一規(guī)定。結合實際工程制作了縮尺模型塔A(單塔)與塔B(框架塔),實驗研究了模型的各階模態(tài),通過室外采集自然風的時程,進而分析風速時程的脈動特性,然后在實驗室中將風速時程加載到模型上,研究了模型對脈動風荷載的響應。1.研究塔A與塔B的模態(tài)。得到單塔,側框架,框架塔的前三階自振頻率與振型。分析側框架和塔各自的振動特點并研究框架塔的振型組合,為下步試驗做數(shù)據(jù)鋪墊。在SAP2000有限元軟件中建立數(shù)值模型,將模擬數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)做對比,論證試驗結果的準確性。2.采集自然風的風速時程,風向時程,塔A與塔B塔頂?shù)募铀俣葧r程。對自然風風速時程進行周期譜分析,進而得到自然風的脈動特性。對比塔A與塔B在不同風荷載作用下的響應,研究結構在自然風荷載作用下側框架的存在對減弱振動的效果。提出了一種快速的模擬脈動風的方法。3.在實驗室中將自然風和合成風風速時程轉化為力時程分別加載到塔A與塔B上,測出模型對自然風和合成風荷載的響應。將含有自然風特征頻率的六組簡諧荷載分別加載到塔A與塔B上,研究含有自然風特征頻率的簡諧荷載作用下塔A與塔B的響應。研究表明側框架對結構自振頻率的調節(jié)可以避免塔結構在風荷載作用下的共振,使得框架塔結構在受到脈動風荷載情況下會變得更加安全。
[Abstract]:Petrochemical tower equipment is easy to produce excessive lateral displacement under pulsating wind load. In engineering, lateral frames are usually arranged around the tower to control it. This kind of structure is called frame tower structure. The design standard of this kind of frame tower under pulsating wind load has not been unified in our country. Combined with the actual project, the model tower A (single tower) and tower B (frame tower) are made. The various modes of the model are studied. By collecting the time history of natural wind outside, the pulsation characteristics of wind speed time history are analyzed, then the wind speed time history is loaded into the model in the laboratory, and the response of the model to pulsating wind load is studied. 1. The modes of tower A and tower B are studied, and the single tower is obtained. The vibration characteristics of the side frame and the tower are analyzed and the combination of the vibration modes of the frame tower is studied. The numerical model is established in the SAP2000 finite element software. By comparing the simulated data with the experimental data, the accuracy of the test results is demonstrated. 2. The wind speed time history, wind direction time history, acceleration time history of tower A and tower B are collected, and the periodic spectrum analysis of the natural wind speed time history is carried out. Then the pulsation characteristics of natural wind are obtained, and the responses of tower A and tower B under different wind loads are compared. This paper studies the effect of the existence of side frame on weakening vibration under natural wind load. A fast method of simulating pulsating wind is proposed. 3. The time history of natural wind and synthetic wind is transformed into force history in laboratory. Loaded on tower A and tower B, The response of the model to natural wind and synthetic wind load is measured. Six groups of harmonic loads with natural wind characteristic frequency are loaded on tower A and tower B. The response of tower A and tower B under harmonic loads with natural wind characteristic frequencies is studied. It is shown that the adjustment of natural vibration frequencies by lateral frames can avoid the resonance of tower structures under wind loads. It makes the frame tower structure more safe under the pulsating wind load.
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ053.5;TE65

【參考文獻】

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本文編號：1563220