隨機干擾作用下冷卻塔結構動態響應的數值分析

摘要：雙曲型冷卻塔為鋼筋混凝土薄殼結構，其特點是體積龐大且自重輕，在結構設計中，必須系統分析冷卻塔在風荷載和地震荷載作用下的結構復雜響應，以評價其易損性和安全性.針對某高度180 m的大型雙曲冷卻塔，首先建立塔筒—支柱—環基—剛性地基耦合模型，采用混凝土損傷塑性模型，計算冷卻塔前50階模態參數；其次基于結構隨機振動理論和方法，采用線性濾波器的AR法擬合脈動風壓時程曲線，用ABAQUS軟件分析冷卻塔的脈動風致響應；選取San Fernando波作為輸入荷載分析冷卻塔地震響應；最后考慮脈動風和地震波共同作用，分析冷卻塔的復雜耦合動力響應.結果表明，基于隨機干擾模型的冷卻塔結構復雜響應的數值模擬能有效評價其風振響應和地震響應.

關鍵詞：隨機干擾；冷卻塔；數值模擬；風致響應；地震響應

中圖分類號：TU311.3文獻標志碼：A

0引言

雙曲冷卻塔作為火/核能發電廠中重要的冷卻設施，其主體結構由塔筒、支柱和樁基組成.其中，高聳的塔筒為雙曲型鋼筋混凝土薄殼結構，具有高度高、體積大和自重輕等特點，在設計過程中必須充分研究其在風荷載和地震荷載作用下的結構動態響應，以確保運行過程中的安全性.冷卻塔相關規范中規定，自然通風冷卻塔塔筒內力計算應該考慮的荷載包括風荷載、結構自重、溫度作用、地震作用和地基不均勻沉降影響等.自然風每時每刻都在變化，風荷載不僅具有動態特性，還具有明顯……