薄壁吸收塔内部浆液晃动减震机制及应用

发电厂中的吸收塔属于薄壁圆柱壳结构，同时由于顶部有质量较大的除尘设备，进烟口开洞削弱了底部刚度，在地震作用下容易发生屈曲破坏.为了提高结构的抗震性能，针对吸收塔结构特点，提出了利用内部浆液晃动的减震思路.采用可考虑流固耦合效应的数值模拟与振动台试验方法，研究了内部浆液高度对于结构自振特性的影响，分析了内部浆液晃动对于结构地震响应的减震机制和影响规律.浆液的存在对结构的自振特性影响显著，当内部无浆液时，结构第1阶振型主要以结构顶部晃动为主，当存在浆液时，结构第1阶振型主要以液体晃动为主，浆液高度越大，结构自振周期越大.地震作用下塔内浆液吸收部分地震波能量，继而转化成浆液的长周期竖向振动，在一定程度上起到减震作用.振动台试验表明，吸收塔内部浆液的晃动降低了结构的地震响应，浆液高度为8.5 m时相对于无浆液工况，加速度最大值降低42%，位移最大值降低56%.通过回归拟合，提出了地震响应衰减系数和浆液高度的函数关系，在浆液高度超过4.0 m以后，地震响应随液位的增大变化不明显，建议在满足工艺要求的前提下，吸收塔内部浆液高度取值范围为4.0～8.5 m.本文的研究成果为考虑内部浆液影响的薄壁圆柱...     

考虑径厚比影响的圆柱壳滞回破坏机制分析

为了明确径厚比对于圆柱壳结构滞回性能的影响，通过低周往复荷载试验和数值模拟，研究了不同径厚比圆柱壳的滞回破坏模式和耗能能力。结果表明，径厚比会影响圆柱壳的最终破坏模式，随着径厚比的增大，破坏模式从底部象足式屈曲转变为褶皱式屈曲破坏。累积等效塑性应变和等效黏滞阻尼系数都随着径厚比的增大逐渐降低，径厚比越大，塑性发展越不充分，结构的耗能能力越弱。圆柱壳的塑性强化阶段随着径厚比的增大逐渐缩短，当径厚比超过250后，结构未经历塑性强化直接进入屈曲发展阶段，径厚比越大，局部屈曲出现越早，导致截面未达到全塑性弯矩即破坏，对于大径厚比圆柱壳结构的全塑性弯矩理论值应进行相应的修正。     

考虑流固耦合的变截面圆柱壳钢塔风振分析

为了明确变截面圆柱壳钢塔的风振响应规律,基于流固耦合理论建立有限元计算模型,采用自回归模型(autoregressive model, AR)法对不同重现期基本风压对应的脉动风速进行了模拟,成功利用数值风洞方法计算了变截面圆柱壳钢塔在脉动风作用下的动力响应,并通过现场风振监测对数值结果的可靠性进行了验证。结果表明：在脉动风作用下,位移响应幅值沿着高度方向逐渐增大,风速越大,结构的位移响应越大,其中50年与100年重现期风速作用下结构响应差别较小,总体上没有超过结构的位移限值。应力沿高度方向逐渐减小,且在变截面位置存在应力突变的现象。风速越大,应力越大,沿着高度方向应力的差别越来越小,其中50年与100年重现期风速作用下超过脱硫塔在工作温度下的材料许用应力值(113 MPa)。因此,对于该类钢塔的抗风性能评估,底部和变截面处以应力控制为主,顶部以位移控制为主。