大型钢结构自然通风冷却塔的受力分析

摘要

随着社会的发展和进步,社会对电力的需求也越来越大,所以需要更多更大的火力发电厂来支撑社会对电力的需求,所以对与之配套的各种技术与建筑结构也就有了更高的要求。
　　冷却塔对于火力发电厂来说是一个十分重要的建筑,在电厂的日常运行过程中负担着极为重要的作用。而现在冷却塔向着越来越高,越来越大,越来越复杂的方向发展着,对混凝土冷却塔是一个极为严峻的挑战,导致混凝土材料的缺陷表现的越来越明显。因此,现在冷却塔的材料有混凝土、钢筋混凝土、全玻璃钢结构、钢结构以及混合结构等。
　　本文以钢材作为冷却塔的材料,对钢结构冷却塔这种大型的特种钢结构,通过大型通用有限元软件ANSYS建立一个三维有限元模型,采用线性滤波器法,通过MATLAB平台进行风荷载的计算机模拟,得到风荷载时程,然后对其进行4中分析:结构静力分析、模态分析、整体稳定分析、以及动力响应分析,为以后进行这方面工程设计提供一些指导借鉴。
　　首先,按实际的尺寸建立一个三维有限元模型,在考虑结构自重和风荷载的情况下,对结构进行静力分析,其中的风荷载为规范中给出的等效风荷载。其分析结论可用作工程参考。其次,作为动力响应分析的基础,对模型进行了模态分析,提取结构模态。通过对模态的观察,可以确定结构的薄弱环节,也为结构的后续动力分析提供了重要的数据。然后,对于受压的钢结构来说,稳定问题是一个不可忽略的问题,所以对本结构进行稳定分析,以确定结构的整体稳定是否安全,还能了解结构的屈曲模态,以便指导实际的工程设计。最后,将风荷载时程输入结构进行,通过ANSYS运用谐波叠加法进行计算,获得结构的风荷载作用下的动力响应时程。
　　从上面的4种分析中可以得出钢结构冷却塔的各种力学性能,从而得出结构的动静力特性,并将之进行比较,查看结构是否需要进行动力分析,结构是否符合设计的要求。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 研究背景及现状

1.2 本文主要的研究内容

第二章 风对建筑物作用的影响及风的特性

2.1 风对建筑物的作用

2.2 风的特性

2.3 本章小结

第三章 冷却塔结构静力分析

3.1 工程概况

3.2 荷载选取及模型的建立

3.3 静力分析

3.4 本章小结

第四章 冷却塔模态分析

4.1 模态分析理论

4.2 模态分析结果

4.3 本章小结

第五章 冷却塔结构整体稳定分析

5.1 整体稳定分析理论

5.2 稳定分析结果

5.3 本章小结

第六章 冷却塔在自重及风荷载作用下的动力响应分析

6.1 引言

6.2 风荷载时程模拟

6.3 时程分析结构

6.4 结论分析

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢