火電廠懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪地震反應(yīng)分析.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和綜合國力的提升，國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高和公眾環(huán)保意識的增強(qiáng)，火電廠煙囪形式從單筒式向多管式發(fā)展，懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪因其經(jīng)濟(jì)的用鋼量和建造技術(shù)的日趨成熟，是近年來國內(nèi)外工程中特別是電力系統(tǒng)如火電廠應(yīng)用較為廣泛的煙囪形式。但目前，對此類煙囪研究性能多只集中在靜力方面，重點(diǎn)研究支撐牛腿和支撐點(diǎn)附近鋼筒應(yīng)力和應(yīng)變規(guī)律及改進(jìn)措施，在動力方面研究甚少。我國地處地震頻發(fā)區(qū)，僅21世紀(jì)初幾次大地震就給人民生活和生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響?；痣姀S煙

2、囪在地震下的破壞不僅會造成較大經(jīng)濟(jì)損失，而且還會導(dǎo)致相關(guān)電力系統(tǒng)癱瘓，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此，研究此類煙囪的地震反應(yīng)具有重大的工程意義。
　　 如何合理建立此類煙囪的動力分析模型和計(jì)算參數(shù)的取定是成功分析此類煙囪的地震反應(yīng)的前提，本文通過深入研究此類煙囪的設(shè)計(jì)和構(gòu)造基礎(chǔ)上，合理簡化排煙內(nèi)筒與承重平臺牛腿連接為鉸接，承重平臺梁與外筒的連接因材料的不同模擬成鉸接，同時(shí)，為防止懸掛點(diǎn)處過分的應(yīng)力集中，懸掛點(diǎn)處單元?jiǎng)澐诌m當(dāng)加密。
　　

3、 懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪的鋼內(nèi)筒布置形式有多種，有分段懸掛式和整體懸掛式等。為探討不同的內(nèi)筒布置形式煙囪的地震反應(yīng)和抗震性能，本文建立五個(gè)鋼筋混凝土外筒相同而鋼內(nèi)筒布置不同的懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪模型，內(nèi)筒布置分別為鋼筋混凝土單筒煙囪無懸掛內(nèi)筒、六節(jié)、三節(jié)、二節(jié)、一節(jié)懸掛內(nèi)筒。對這五個(gè)模型進(jìn)行模態(tài)分析，反應(yīng)譜分析，輸入El Centro波和Taft波進(jìn)行時(shí)程反應(yīng)分析，對計(jì)算模擬結(jié)果橫向和縱向?qū)Ρ确治?，探討此類煙囪不同?nèi)筒布置形式對外筒的影響和對內(nèi)

4、筒自身的影響。分析結(jié)果表明：
　　 1、有無懸掛內(nèi)筒對煙囪結(jié)構(gòu)的基本自振周期影響不大但對煙囪其它振型影響較為明顯。本文所計(jì)算的懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪基本自振周期與常用煙囪基本周期[40]最大僅相差10％，說明此類煙囪基本自振周期可用常用煙囪計(jì)算公式求得。懸掛式鋼內(nèi)筒煙囪前兩階振型均為整體振型且前六階整體振型均為平動未出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，局部振型出現(xiàn)在第三階之后，局部振型居多，這是因?yàn)殇搩?nèi)筒與承重平臺牛腿處約束較少造成的。
　　 2、對于

5、懸掛式煙囪，振型為600階左右時(shí)的振型質(zhì)量參與累計(jì)達(dá)90％以上。因此對于此類局部振型眾多的結(jié)構(gòu)，計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行反復(fù)試算，選擇合理足夠的計(jì)算振型數(shù)量，以使結(jié)構(gòu)振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90％。
　　 3、在地震作用下，有懸掛內(nèi)筒的煙囪外筒位移較無懸掛內(nèi)筒的煙囪外筒位移小，說明懸掛內(nèi)筒的擺動可減緩?fù)馔驳淖冃巍Ｓ袘覓靸?nèi)筒的煙囪外筒剪力和彎矩的分布規(guī)律和無懸掛內(nèi)筒的單筒煙囪相接近，剪力在煙囪2/3標(biāo)高處向底部遞增較大，彎矩在煙囪1/3標(biāo)高

6、處向底部遞增較大。
　　 4、內(nèi)筒的懸掛長度和懸掛位置對內(nèi)筒底端位移、內(nèi)筒懸掛處應(yīng)力影響較大。外筒+二節(jié)內(nèi)筒煙囪內(nèi)筒懸掛處應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它三個(gè)煙囪應(yīng)力值，較為不合理，建議設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用；在7度大震作用下，外筒+六節(jié)內(nèi)筒、外筒+三節(jié)內(nèi)筒、外筒+一節(jié)內(nèi)筒煙囪均不會發(fā)生破壞；在8度大震作用下，外筒+六節(jié)內(nèi)筒煙囪極有可能發(fā)生破壞，而外筒+三節(jié)內(nèi)筒和外筒+一節(jié)內(nèi)筒煙囪還處于安全彈性階段，不會發(fā)生破壞。內(nèi)筒懸掛點(diǎn)處強(qiáng)度直接影響懸掛內(nèi)筒地震