安徽凯时app下载凯时娱乐官网有限公司
電話:0551-8787 6296
聯系我們

安徽凯时app下载凯时娱乐官网有限公司
電話:0551-8787 6296
手機:139 6679 9881 蔣先生
手機:180 2107 7698 劉先生
網址:kodirepositories.com
地址:安徽省合肥市廬江縣經濟開發區蘇河路3號

新聞動態
當前位置:首頁 ? 新聞動態
   
摘要:利用ANSYS軟件動力分析功能中的模態分析和譜分析功能對火電廠空冷島凯时娱乐官网平臺的三維模型進行地震波作用下的抗震分析。通過分析可以看出,空冷島凯时娱乐官网平臺的地震響應較為明顯,同時,找到了空冷島凯时娱乐官网平臺抗震的薄弱環節,并對薄弱環節進行加固,加固后再次進行抗震分析。由2次得出的結果進行比較得出一些結論。
    關鍵詞:空冷島凯时娱乐官网平臺;.抗震分析;.地震響應
    .引言
    火電廠空冷島凯时娱乐官网平臺上部承載著管束、風機、蒸汽分配管道等設備,.其結構形式為鋼桁架平臺與混凝土支柱的結合形式,.平臺支撐采用大直徑鋼筋混凝土薄壁圓筒柱,.柱下為鋼筋混凝土獨立基礎。.其結構穩定性對整個系統的安全運行有著極大影響。.國內對該結構形式的設計缺乏經驗,.這也是直接空冷系統國產化的關鍵技術之一。
    空冷島凯时娱乐官网平臺緊鄰主廠房.A.列外側,.凯时娱乐官网平臺為空間交叉結構,.具有結構跨度較大、高度較大、上部設備重量較大、支架結構懸挑長度較大、構造連接較復雜、結構形式受地震載荷作用較大等特點。.以.1.臺.300.MW.機組的空冷凯时娱乐官网平臺為例,.長約.70.m、寬約.50.m、高約.45.m,.如圖.1.所示。
    軟件在計算彈性、彈塑性結構地震響應時,.相對專業軟件涉及的假設較少,.適用于不規則的高層及超高層凯时娱乐官网建筑的抗震性能分析。.但是是通用的有限元計算軟件,.沒有專門的提取凯时娱乐官网剪力結果的菜單,.可以用.APDL.語言進行開發.來.實.現.。.筆.者.針.對.空.冷.島.鋼.結.構.平.臺.,.以機組空冷島凯时娱乐官网平臺為例,.利用.ANSYS.有限元軟件動力分析功能中的模態分析功能和譜分析功能,.使用.APDL.語言進行建模分析,.研究了空冷島凯时娱乐官网平臺的抗震受力變形情況,.提出了一些關于抗.震優化設計的建議與思路,.供同行參考。
    空冷島凯时娱乐官网平臺抗震分析
    工程結構的抗震設計,.除了按照建筑物重要性分類確定設防烈度、.選擇有利于建筑物的地段和場地類型、確定有利于抗震的結構方案以外,.還要由分析計算的方法,.求出預期地震作用下結構所產生的應力和變形,.這就是結構的地震反應分析。
    .有限元模型某電廠.2×300.MW.機組空冷島凯时娱乐官网平臺,.其中.1.臺機組空氣冷凝器鋼平臺長約.72.m,.寬約平臺頂標高約.36.m,.風機數量為.24.臺;.平臺四周懸挑.1.0~1.8.m.寬的走道,.走道周圍設有擋風墻;.平臺承重結構由空間交叉鋼桁架組成,.鋼桁架上設置平臺板,.以滿足工藝要求,.并保證鋼桁架的平面外的側向穩定,.平臺鋼梁上鋪花紋鋼板。空冷島凯时娱乐官网平臺重量.2.650.t。.平臺承重桁架結構由空間交叉鋼桁架組成,.由.H.型鋼、工字鋼、槽鋼組合,.采用承壓型高強螺栓連接。
    該.空.冷.島.鋼.結.構.采.用.空.間.有.限.元.法.,.應.用語言在.ANSYS.中進行建模。.由于空冷島凯时娱乐官网平臺較為復雜,.我們沒有必要進行全真建模,.在不影響地震分析的情況下,.進行了一些簡化,.使得工作的重點放在分析判斷的過程,.而不是放在建模中。建模的關鍵是單元的選擇,.本文中所有的柱子、梁均采用梁單元.BEAM188。
    梁單元用于生成三維結構的一維理想化數學模型。與實體單元和殼單元相比,.梁單元可以效率更高地求解。.此凯时娱乐官网平臺特點為結構跨度大、高度大、支架結構懸挑長度大、構造連接較為復雜,.因此若用實體單元建模,.模型規模龐大,.一般.PC.機難以實現計算。.因此本文利用梁單元組合的方法進行建模。
    是.從.ANSYS5.5.版.開.始.出.現.的.新.型梁單元。它基于鐵摩辛柯梁理論,.適合于細長梁或適度深梁的計算分析,.并考慮了剪切變形的影響。其使用及后處理比傳統的梁單元,.更加直觀方便,.具有更廣泛的適用性。.BEAM188.單元是兩節點三維梁單元。它的最大特點是支持梁截面形狀顯示,.可以考慮剪切變形和翹曲,.同時也支持大轉動和大應變等非線性行為,.而且也可以直接顯示梁截面上的應力和變形。.在用.BEAM188.建模時必須先定義截面形狀而且必須指定.1.個方向點,.在形成的每個梁單元中都會生成.1.個方向節點(即額外節點),.它是梁單元的組成部分。.BEAM188.單元每個節點具有.6.個或個自由度,.自由度的多少取決于用戶對的選擇。.如果.KEYOPT(1)=0,.則每個節點有.6.個自由度,.包括沿節點.X,.Y,.Z.方向的平動及繞節點軸的轉動;.如果.KEYOPT(1)=1,.則再加上.1.個翹曲自由度。該單元具有應力剛化及大變形功能,.并支持彈性、徐變或塑性模型。
    對于此算例,.由于.2.臺機組空冷島凯时娱乐官网平臺為完全對稱結構,.故只對其中.1.臺機組凯时娱乐官网進行有限元建模分析。.模型包括鋼桁架、A.型架、擋風墻有限元模型節點總數.14.910。單元數共計.15.683。本文建立的空冷凯时娱乐官网平臺簡化模型如圖.2.所示。
    .抗震分析的一般規定進行抗震設計計算時,.一般采用振型分解反映普法或底部剪力法,.采用時程分析法進行補充計算。
    《建筑抗震設計規范》規定高度不超過.40.m,.以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,.以及近似于單質點體系的結構,.可采用底部剪力法,.其余可采用振型分解反應譜法。對特別不規則的建筑、甲類建筑和表.1(采用時程分析法的房屋高度范圍)所列高度范圍內的主高層建筑,.宜采用時程分析法進行補充計算。
    .譜分析技術反應譜理論是.20.世紀.40.年代美國學者提出的計算地震力的理論,.也稱為動力法。它考慮了地震時地面的運動特性與結構物自身的動力特性,.是當前工程設計應用最為廣泛的抗震設計方法。.反應譜理論是以單質點體系在實際地震作用下的反應為基礎來分析結構反映的方法。
    譜分析是將模態分析結果與一個已知的響應譜聯系起來,.然后計算模型的位移和應力的分析技術。
    主要確定結構在隨機荷載或隨時間變化荷載作用下.的動力響應,.如地震等。響應譜是指位移、速度、加速度和力等響應與頻率之間的關系。
    譜分析必須要已知結構的振型和固有頻率,.因此要先進行模態分析。在擴展模態時,.只須擴展到對最后進行譜分析有影響的模態即可。
    根.據.某.地.震.波.的.頻.率-.位.移.值.作.為.反.應.譜.曲線,.如表.2。
    表.2.數據即為頻率-.位移反應譜,.而結構不同的特征頻率對應不同的響應值。.各振型對結構響應不同的貢獻,.按照.ANSYS.中.SRSS.法即“平方和在開方”的方法,.算出總的位移反應。
    .譜分析操作.APDL.命令流程序語言是.ANSYS.參數設計語言,.是一種解釋性語言,.它的功能非常強大,.使用.APDL.語言來進行設計計算勝于.GUI.方式的優越性:.(1).程序的移植性強,.ANSYS.的版本在不斷的更新換代中,.任務欄和菜單都會有略微的變化,.用.APDL.語言計算的模型可以直接在高版本執行;.(2).便于參數化設計,.對于方案比選的時候,.可能僅需要變化某個參數而已這時不用重新建模.;.(3).便.于.相.互.之.間.的.探.討.和.交流,.可以實現完全書面的遠程幫助;.(4).節約硬盤空間,.GUI.建模的所有的文件數據均要保存,.可能會占去硬盤幾十.G.的空間,.用.APDL.建模只需要保存幾十.k.的.命.令.流.文.件.。.APDL.優.點.諸.多.,.本.算.例.用語言編程,.完成用.APDL.語言對于數據的建模及后處理。
    .結果分析應用.APDL.程序在.ANSYS.軟件中求解,.求解結果如圖.3.所示。由于鋼桁架為主要受力結構,.圖中變形分析以鋼桁架為主要分析對象。
    由圖.3.可以看出,.此平臺桁架下部梁變形較大是比較薄弱的環節,.需進行加固。
    該平臺桁架下部梁變形較大,.為對薄弱環節進行加固,.于是在下部梁加斜撐,.為了最大限度的控制重量,.采用圓鋼作為斜撐。.改變模型后,.輸入相同.的.APDL.譜分析加載程序進行抗震分析,.加寫斜撐后的變形圖如圖.4.所示。
    由圖.4.可見,.變形量明顯減小,.整體受力均勻。.由表.3.可知,.加固后的空冷島凯时娱乐官网平臺抗震性能顯著提高,.各項指標都有顯著的提高,.空冷島凯时娱乐官网平臺鋼桁架變形量竟提高了.45%。
    地震時地面運動十分復雜,.它是隨.時.間.變.化的,.除了有.2.個水平分量外,.還有豎直分量和扭轉分量,.再加上結構的空間作用,.構件受力十分復雜,.很難進行精確分析。.地震發生的時間、地點、震級大小和機制有很大的不確定性。.現行規范中地震作用的依據主要是設防烈度,.但烈度的劃分是宏觀的。.根據現代強震記錄,.宏觀烈度相近的地震,.地面加速度的值和譜特性有很大的離散性,.最大值與最小值相差很多。.因此抗震設計時采用的地震作用只能是統計意義上的平均值。.在抗震設計、驗算中過于追求精確是不必要的,.強調概念設計和加強結構的抗震構造措施在某種意義上更為重要。
    進行前.25.階的模態分析計算,.提取的.1.階、階振型如圖.5、圖.6.所示。
    圖.5.為在受到.Y.向地震波作用下的.1.階振型,.在平臺左側存在一定程度的扭轉,.這是由于平臺左側為擋風墻結構、.右側與.2.號機組平臺相連無擋風墻結構,.造成結構不對稱造成的扭轉。
    考慮到結構應具有良好的抗振性,.建議在高烈度地區,.空冷島凯时娱乐官网平臺盡量采用對稱的結構形式。以減少在地震荷載及水平荷載作用時,.對凯时娱乐官网平臺產生的扭轉效應。
    由圖.6.可見,.中間的桁架結構變形量較大需要加強其剛度,.以增強抗震性。
    調整.X2、X3、X4.軸桁架結構,.將單個斜撐改為交叉雙支撐,.增大其整體剛性,.增強抗震性,.同時改變其截面型材,.可將.H.型鋼更換成圓鋼,.保持凯时娱乐官网總重量不發生變化。
    調整.Y2、Y3、Y4、Y5、Y6.軸桁架結構,.將單個斜撐改為交叉雙支撐,.增大其整體剛性,.增強抗震性同時改變其截面型材,.可將.H.型鋼更換成圓鋼,.保持凯时娱乐官网總重量不發生變化。
    ..結論
    通過該空冷島凯时娱乐官网平臺的加固前后的分析結.果,.證明了加固的結構對抗震性能有顯著的提高,.這就為火力發電廠空冷島凯时娱乐官网平臺的設計提供了一條提高抗震能力的思路。.對于空冷島凯时娱乐官网平臺,.我們可以進行三維建模,.提出多種方案,.用有限元程序進行分析,.找出其抗震的薄弱環節,.并對其進行加固優化設計,.應用有限元程序進行模擬,.找到最優的抗震方案。.達到用最少的材料來最大限度地提高其抗震性能,.既節省材料又提高性能的目的。.這樣可以避免盲目的實驗,.提高實驗效率,.節省了大量資金。

3。參考文獻

1 中華人民共和國行業標準 GB50017- 2003.凯时娱乐官网設計規范.中華人民共和國建設部/國家質量監督檢驗檢疫總局發行, 2003

2 中華人民共和國行業標準 GB50009- 2001.建筑結構荷載規范.中華人民共和國建設部/國家質量監督檢驗檢疫總局發行, 2001

3 中華人民共和國行業標準 GB50011- 2001.建筑抗震設計規范.中華人民共和國建設部/國家質量監督檢驗檢疫總局發行, 2001

4 Ansys 基本過程手冊. Ansys. 中國, 2000

本文由 安徽凯时娱乐官网平臺 整理編輯。