鋼筋混凝土煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算方法的改進(jìn)研究和地震倒塌分析.pdf

1、煙囪是工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的工程項(xiàng)目，鋼筋混凝土煙囪是目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的煙囪結(jié)構(gòu)形式之一。隨著中國(guó)在海外承擔(dān)的工程建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，而大量涉外工程要求采用美國(guó)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此了解中美煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范的差異，借鑒美國(guó)規(guī)范并不斷完善中國(guó)煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范是非常必要的。近些年來(lái)，為了提高煙囪的排煙能力和燃料利用率，煙囪的高度不斷增加。高聳煙囪對(duì)地震作用極其敏感?，F(xiàn)行煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范主要通過(guò)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)，因此，在某些情況下煙囪仍有可能

2、發(fā)生破壞或者倒塌?；诮Y(jié)構(gòu)性能的地震易損性分析，可以更好地確定并評(píng)估不同性能目標(biāo)要求下結(jié)構(gòu)的抗倒塌風(fēng)險(xiǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于中國(guó)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013）和美國(guó)《鋼筋混凝土煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（Design and Construction of Reinforced Concrete Chimneys，ACI307-08），從基本風(fēng)速、順風(fēng)向風(fēng)荷載、橫風(fēng)向共振判斷、荷載組合、環(huán)向風(fēng)彎矩、附加彎矩、正截面極

3、限承載力計(jì)算方法和其他設(shè)計(jì)規(guī)定等方面對(duì)鋼筋混凝土煙囪設(shè)計(jì)及計(jì)算方法進(jìn)行了全面對(duì)比分析。結(jié)果表明，兩國(guó)規(guī)范在煙囪設(shè)計(jì)和計(jì)算方法上均存在一定差異。⑵采用分層組合模型，對(duì)鋼筋混凝土煙囪截面開(kāi)展了彎矩-曲率（M-φ）非線(xiàn)性分析，分別計(jì)算了承載能力和正常使用極限狀態(tài)下風(fēng)荷載產(chǎn)生的附加彎矩，結(jié)合我國(guó)規(guī)范計(jì)算方法確定了剛度折減系數(shù)。另外，分析了承載能力極限狀態(tài)下豎向鋼筋配筋率對(duì)煙囪剛度折減系數(shù)的影響規(guī)律。研究表明，按照我國(guó)規(guī)范計(jì)算附加彎矩時(shí)，剛度折減

4、系數(shù)取值偏于保守，考慮到美國(guó)規(guī)范沒(méi)有附加彎矩的要求，建議對(duì)我國(guó)煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范中剛度折減系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)提高。在一定配筋范圍內(nèi)，附加彎矩隨配筋率的增加而減少。⑶基于增量動(dòng)力分析（IDA）方法，提出了適用于鋼筋混凝土煙囪結(jié)構(gòu)的地震易損性分析方法。利用 OpenSees軟件建模，分析了煙囪不同高度截面曲率延性系數(shù)最大值隨地震強(qiáng)度增加的變化規(guī)律，確定了四個(gè)地震水準(zhǔn)下不同性能的超越概率，并對(duì)比研究了筒壁開(kāi)孔洞對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)易損性的影響規(guī)律。通過(guò)工程實(shí)例計(jì)算