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烟风道基于线弹性反应谱的等效线性化隔震设计研究

烟风道基于线弹性反应谱的等效线性化隔震设计研究

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作者：柏洁山东大学

学位级别：硕士

烟风道是火力电站烟风系统的重要组成部分,现有的烟风道支座无法较好的满足隔震需求。我国地震频发,国家对于建筑物、构筑物、基础设施的抗震要求越发严格。因此,研究烟风道体系的隔震设计对工程具有举足轻重的实际意义。本文基于线弹... 详细信息

烟风道是火力电站烟风系统的重要组成部分,现有的烟风道支座无法较好的满足隔震需求。我国地震频发,国家对于建筑物、构筑物、基础设施的抗震要求越发严格。因此,研究烟风道体系的隔震设计对工程具有举足轻重的实际意义。本文基于线弹性反应谱,利用等效线性化方法以及有限元分析,对烟风道的隔震设计进行了研究,主要完成了以下几个方面的工作:(1)根据实际工程数据,利用SAP2000建立了隔震、非隔震烟风道体系的三维实体非线性模型。根据频谱、有效峰值和持时,对中硬、中软场地选取了合适的地震波。通过直接积分的非线性时程分析,得到了不同位置支座的三线性滞回曲线,滞回曲线饱满,耗能作用明显。提取支架剪力、加速度,道体剪力、加速度,对比分析了隔震前后的最大时程反应。对比结果表明,双凹摩擦摆支座对于地震能的耗散作用明显,支架和道体的剪力、加速度能得到有效的控制,减小了烟风道在地震作用下的结构破坏程度。(2)通过对隔震烟风道体系做非线性时程分析,对比了 7、8度罕遇地震,中软、中硬场地隔震烟风道体系的动力响应,探究了地面运动参数对隔震的影响。结果表明,中软、中硬场地上隔震烟风道体系减隔震效果良好;场地类型相同时,8度罕遇地震减震效果更为明显,强震中减震作用明显。设置烟风道道体有、无积灰两种工况,探究积灰荷载对隔震烟风道体系地震响应的影响。结果表明,隔震支座在两种工况下减震明显,剪力、加速度减幅理想。(3)利用割线法、耗能相等以及双凹摩擦摆支座的理论滞回曲线,得到了双凹摩擦摆支座等效刚度、等效阻尼比、等效粘滞阻尼系数的表达式。将烟风道体系进行两质点模型简化,建立了隔震烟风道体系的运动方程。运用复模态阻尼和应变能理论,得到了隔震烟风道体系组合阻尼比的表达式。通过模型实例,对采用等效参数的烟风道进行线性时程分析,与非线性时程工况结果作对比,对等效线性化方法进行了验证并分析了误差产生的原因。(4)利用本文隔震支座、隔震烟风道体系等效线性化参数求解方法,参照美国规范中设计位移和等效周期的求解公式,提出了烟风道体系基于线弹性反应谱的等效线性化隔震设计方法。以中软场地7度罕遇地震下某矩形钢烟道基于线弹性反应谱的等效线性化隔震设计为例,给出了具体的设计流程。

关键词：隔震烟风道等效线性化组合阻尼比反应谱隔震设计方法

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