某尿素造粒塔地震反应分析

论文摘要

尿素造粒塔这类高耸建筑,对地震作用的反应比较敏感。而目前,国内唯一能用于指导尿素造粒塔设计的资料,只有《尿素造粒塔设计规定》,因此,采用有限元的方法研究尿素造粒塔在地震作用下的受力情况,用于指导和完善尿素造粒塔的设计,显得十分必要。本文采用有限元软件SAP2000,考虑塔壁厚度和地震烈度的变化,对尿素造粒塔进行了多维地震反应分析。首先,对其进行模态分析,研究结构的动力特性;其次,采用振型分解反应谱法,研究结构在地震作用下的变形情况、塔底内力变化情况及水平关键截面和竖向关键截面的应力变化趋势;再次,采用时程分析法,研究结构在多遇地震作用下的变形和内力变化情况,得到结构沿高度变化的位移及内力包络曲线,找出结构的薄弱部位和局部反力异常部位;最后,以结构的变形为指标,研究地震作用下重力P?Δ效应对结构变形的影响。通过分析,得出以下主要结论:结构基频较高,反应了整体刚度大的特点;结构以水平振动为主,竖向振型表现不明显;振型分解反应谱法计算尿素造粒塔这类高耸结构时,需要考虑高阶振型的影响,选择合适的振型数量;时程分析法可以观测结构地震响应的全过程,是反应谱法的有效补充,计算可见结构刚度突变处为薄弱层,需特别重视;结构在地震作用下的响应与水平地震影响系数最大值成线性变化;多维地震作用对结构基底剪力及水平位移均有较大影响,为全面把握尿素造粒塔结构的抗震性能,考虑地震作用的多维性是必要的;二阶效应对结构自振周期和顶层位移均有一定的影响,且随着塔壁厚度的减小重力P?Δ效应对结构变形的影响增大,故对这类高耸建筑,壁厚减小时二阶效应的影响不容忽视。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 尿素造粒塔简介
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 尿素造粒塔的研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 2 有限元模型
• 2.1 分析内容
• 2.2 分析参数
• 2.3 有限元模型
• 3 振型分解反应谱分析
• 3.1 模态分析
• 3.2 地震作用计算方法
• 3.3 振型分解反应谱分析
• 3.4 本章小结
• 4 弹性时程分析
• 4.1 线性时程分析的基本理论
• 4.2 时间积分方式
• 4.3 地震时程曲线的选取
• 4.4 弹性时程分析控制条件
• 4.5 线性动力计算结果及分析
• 4.6 本章小结
• 5 考虑重力P-Δ效应的反应谱分析与时程分析
• 5.1 几何非线性
• 5.2 考虑重力P -Δ效应的反应谱分析
• 5.3 考虑重力P -Δ效应的弹性时程分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 建议
• 6.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者攻读学位期间发表学术论文目录