上海市某砖烟囱安全性鉴定理论计算与有限元对比分析

摘要

位于上海地区某砖砌烟囱由于使用年代久远,老化损坏严重,且后续使用过程中将对其进行灯饰装修,荷载增加,尤其装饰物将会导致其建筑物凸出高度增大,风荷载作用下其底部弯矩值将大大增加,对结构安全造成威胁.根据烟囱现场勘查及计算结果,利用SAP2000分析在风荷载作用下的基底剪力,并与理论分析进行对比,对同类工程具有一定参考价值.AP2000按照程序计算的风荷载值比实际规范的风荷载值偏小，剪力偏小的主要原因是施加风荷载时选择荷载来自于面对象，由于为了避免施加到烟囱的风荷载相互抵消，选择一半烟囱的薄壳面施加面荷载作用，故有限元分析中没有考虑背风面风荷载的作用，所以比实际的要偏小；而底部弯矩偏小的原因主要是烟囱表面为斜面，风荷载的施加是垂直于烟囱表面的，故风荷载有竖直方向的分力Fz，此风力造成的底部弯矩与水平风力造成的底部弯矩相互抵消一部分，故最终底部弯矩比荷载计算的要小得多；由于实际烟囱有混凝土箍和铁环箍作用，故烟囱的实际周期比不考虑箍作用的周期要小，但混凝土箍和铁环箍并不能限制截面内的变形，故实际的刚度要比设定刚性截面的要小，相应的周期要比考虑箍作用的周期要大；不考虑箍作用时前六阶的频率有二重根，即一个周期对应两个模态；考虑箍作用时前六阶的频率没有重根，一个周期对应一个模态。箍作用对该烟囱的自振模态影响较大。