钢筋混凝土双曲冷却塔结构抗震性能分析及加固方法研究

摘要

本文以辽宁鞍山某火力发电厂的钢筋混凝土冷却塔为研究背景，以通用有限元软件ABAQUS为分析平台，建立了有限元分析模型，并进行了地震反应分析。本文主要开展了以下几方面的工作:
　　(1)采用ABAQUS软件建立了该冷却塔结构的有限元分析模型，通过对其进行动力特性分析并结合结构检测报告和ABAQUS的分析结果，对模型的可靠性进行了验证。
　　(2)简单介绍了增量动力时程分析方法的基本原理和分析过程，总结了结构地震易损性的分析步骤，对该冷却塔结构进行了整体地震易损性能分析和评估。
　　(3)采用区域划分的方法，将冷却塔结构分为不同的区域，探讨在地震作用下各个区域的地震反应，得到了各部分的区域易损性曲线，通过对比损伤概率得到了结构的最薄弱部位。
　　(4)选用不同的加固方法对冷却塔结构进行加固处理，探讨了各种加固方法对结构地震反应的影响。对各加固方案进行了优化分析，针对冷却塔结构的设计和施工提出了合理化建议。
　　(5)建立了土-结构相互作用的有限元分析模型，研究了土-结构相互作用对冷却塔结构地震反应的影响，给出了该影响作用的量化指标。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 钢筋混凝土冷却塔结构研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 既有研究存在的问题与不足

1．4 本文主要研究内容

2 钢筋混凝土冷却塔结构的有限元分析模型

2．1 工程背景

2．2 材料参数和本构模型

2．2．1 材料参数

2．2．2 混凝土本构模型

2．2．3 钢筋本构模型

2．2．4 阻尼

2．3 有限元模型的建立

2．3．1 ABAQUS的单元选择

2．3．2 基于ABAQUS软件的有限元分析模型

2．4 有限元模型验证和动力特性分析

2．5 本章小结

3 钢筋混凝土冷却塔结构的地震易损性分析

3．1 地震易损性的相关理论

3．2 概率抗震能力分析

3．2．1 损伤指标确定和损伤等级划分

3．2．2 极限状态的确定

3．3 冷却塔结构的增量动力分析

3．3．1 能力需求比模型

3．3．2 地震动的选取

3．3．3 结构的能力需求比增量动力分析曲线

3．4 冷却塔结构的地震易损性分析

3．4．1 结构的易损性曲线

3．4．2 基于增量动力分析的结构抗倒塌安全储备

3．5 本章小结

4 钢筋混凝土冷却塔结构在多维地震下的区域易损性评价

4．1 区域地震易损性分析的有限元模型

4．2 冷却塔结构的区域地震易损性分析

4．2．1 沿结构高度方向的损伤概率曲线

4．2．2 结构的区域易损性曲线

4．2．3 结构的区域易损性曲面

4．3 本章小结

5 不同加固方法对钢筋混凝土冷却塔结构抗震性能的影响

5．1 加固方案简介

5．2 材料的本构模型

5．3 不同加固方案对应的有限元模型

5．4 不同加固方案下冷却塔结构的动力响应

5．4．1 不同方案下冷却塔结构的自振特性

5．4．2 不同方案下冷却塔结构的顶点位移曲线

5．5 各加固方案下冷却塔结构的地震易损性

5．5．1 冷却塔结构的地震易损性曲线

5．5．2 冷却塔结构的倒塌概率曲线

5．6 本章小结

6 土-结构相互作用对钢筋混凝土冷却塔结构抗震性能的影响

6．1 地基土体近似方法

6．2 土体的屈服准则

6．2．1 Drucker-Prager屈服准则

6．2．2 Mohr-Coulomb屈服准则

6．3 土-结构相互作用有限元模型

6．4 土-结构相互作用对结构抗震性能的影响

6．4．1 考虑土-结构相互作用时结构的自振特性

6．4．2 考虑土-结构相互作用时结构的地震易损性

6．4．3 考虑土-结构相互作用时结构的倒塌概率曲线和安全储备

6．5 土体对峰值加速度的放大系数

6．5．2 土体对峰值加速度放大系数的建议值

6．6 本章小结

7 结论与展望

7．1 本文结论

7．2 未来展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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