塔架式钢烟囱动力特性分析

结合具体工程实例,利用有限元软件ANSYS,对塔架式钢烟囱结构整体动力特性与只考虑塔架和只考虑烟囱与楼板相互作用两种情况进行对比研究,研究结果表明:整体计算模型能真实地反映塔架、烟囱与楼板之间的相互协调、互相制约的作用,较好的反映了塔架式钢烟囱结构的真实动力特性;建议在设计中考虑烟囱、塔架与楼板的相互作用。     

风力发电机塔架设计综述

分析了风力发电机塔架结构的动力学问题,包括塔架结构动力特性计算、整体稳定性分析、抗疲劳设计方法以及塔架所承受的荷载等问题。通过对目前的解决方法进行分析和总结,为大型风力发电机塔架结构的研究提供一定的帮助。     

格构式风机塔架设计中的特殊问题

格构式风机塔架是一种适用于低风速区域的高塔架方案,塔身结构体系由型钢塔架、过渡段及顶部圆管组成。介绍了格构式塔架的结构选型、动力特性等效、荷载计算、关键连接节点、防腐及维护等设计中需要考虑的特殊问题,确保了该新型塔架设计的合理性。     

某海洋平台提升塔架风振系数分析

在提升用高耸塔架结构设计中，风荷载对结构的内力及安全性通常起控制作用。对于高度大于30m的塔架结构，影响其风荷载的主要因素除了基本风压、风压高度变化系数、结构体型系数、结构风振系数之外，还应考虑长时持续的提升吊重对结构动力特性及风振系数的不利影响，这是一般塔架结构设计中不存在的问题。本文通过对一实际提升用高耸塔架结构风振系数及风荷载的分析，研究吊重荷载对高耸塔架结构动力特性及风振系数的影响特征。数值分析表明，吊重影响结构的动力特性，也显著影响结构的风振系数。为此，本文进行该塔架结构抗风设计时，采用等效折算法引人实际吊重荷载，考虑其对结构动力特性的影响，通过对比分析得到合理的结构风振系数，为结构设计提供依据，也为此类结构的风荷载计算提供资料和建议。     

火炬塔架的动力特性与抗震性能分析

火炬塔架是石油化工装置的主要构筑物之一,而地震作用在这类高耸结构的设计中起控制作用.本文结合大庆石化公司新建的火炬塔架的工程实例,利用有限元软件ANSYS建立火炬塔架结构模型,首先通过动力特性分析得到塔架固有振动的频率和振型,并确定了最危险地震波的输入方向,然后通过塔架的地震响应分析得到位移和加速度响应曲线,结果表明塔架在地震作用下是安全的,为同类结构的抗震设计提供参考.     

风荷载作用下某钢管火炬塔架的有限元分析

对一个高168.3m的火炬塔架进行了设计计算分析.该火炬塔架采用横截面为正三角形的钢管结构方案,构件连接考虑为刚接.建立了该钢管火炬塔架的三维有限元模型,采用通用结构分析程序SAP84对结构的自振特性进行分析,并计算了塔架在台风荷载作用下和地震荷载作用下的结构变形和构件内力.计算结果表明,塔架及排气筒不会出现涡激共振;结构设计中水平顺风向风荷载起主要的控制作用;该火炬塔架的变形、构件内力及稳定性均满足规范要求.     

输电塔架的动力特性分析

雪灾会对电力设施造成巨大的破坏。通过采用ANSYS程序对输电塔架进行动力特性的分析,以考虑不同的裹冰厚度对塔架动力特性的影响。分析结果表明：塔架的自振频率随裹冰厚度增加而减小,特别是当裹冰厚度达到50～60mm时,减小幅度在30％以上。塔架动力特性的变化必将对结构的地震、风栽的动力响应产生较大的影响,为以后的动力响应研究,如在地震、风载作用下的动力响应打下基础。     

锥筒型塔架风振响应分析及风振系数研究

为研究塔架在动态风作用下的风振响应及风振系数,采用谐波叠加法模拟得出脉动风荷载,将风荷载导入有限元软件,进行风电塔架的风振响应分析。通过风电塔架在稳态风荷载和基于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》计算的静风荷载作用下的静力分析,进一步对比风电塔架在动力风荷载与静力风荷载下的作用效应。结果表明:脉动风荷载对风力发电塔架的影响显著,在塔架设计中应该引起足够重视。在塔架44m以下所求荷载风振系数大于基于规范计算的风振系数,说明规范计算值偏小,应引起重视。     

越南谅山红峰水泥厂窑尾塔架钢结构设计

越南谅山红峰水泥厂窑尾塔架底部两层采用钢筋混凝土结构,上部采用钢结构。介绍窑尾塔架钢结构的设计,包括设计参数、结构选型与体系布置、分析计算结果、钢管混凝土柱的设计及重要节点的构造。分析结果表明,工程采用的窑尾塔架结构形式能满足设备安装和生产的需要,且其承载力高、经济性好,为类似工程的设计提供了参考和借鉴。     

考虑不同边界约束条件下的风电机塔架固有频率分析

为了准确分析地基土刚度和基础本身刚度对风力发电机塔架动力特性的影响,利用大型通用有限元软件ANSYS对某风力发电机塔架分别建立塔筒有限元模型和塔筒及基础的整体有限元模型,对塔架进行模态分析：考虑不同的边界约束条件,包括塔筒底部刚接、混凝土基础底部刚接、基础底部和侧面均刚接、基础底部刚接侧面约束两个水平方向、基础底部加扭转和竖向弹簧、基础底部加扭转和竖向弹簧并且侧面加水平向弹簧几种模型,确定其固有频率和振型。有限元模型中,机舱质量和叶轮质量以质量单元方式加于塔筒顶部。不同约束条件下的固有频率计算结果显示,地基和基础的弹性对整体结构固有频率有一定影响,是否考虑地基土刚度和基础本身刚度的计算结果的差别为11.6%。这表明在设计中,宜考虑基础本身刚度和地基土刚度对风电机塔架动力性能的影响。最后将塔架固有频率与叶片转动频率1p（1个叶片）、3p（3个叶片）进行比较,结果显示塔架固有频率与1p上限值非常接近,对塔架系统动力特性较为不利。     

钢筋混凝土卫星发射塔结构设计

某卫星发射基地卫星发射塔采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构形式,突破了国内外卫星发射塔均为钢结构的传统模式,属世界首次。通过论证研究、计算分析,对其可行性、适应性、固定塔与回转平台的连接等一系列关键性问题做出结论性的成果,解决了相关的技术难题,丰富了卫星发射塔的类型,为以后航天卫星发射场的建设打下良好基础。     

发射气流冲击对塔架结构受力影响的实测与分析

火箭发射时,发动机产生的燃气射流会对塔架产生冲击荷载,对发射产生的冲击压力进行了实测。根据实测结果分析了冲击荷载分布和变化规律,提出了等效荷载计算方法,明确了设计荷载组合,并用实例说明了气流冲击对塔架受力的影响。     

基于完全气弹模型风洞试验输电塔风荷载识别

按照基本缩尺律,设计、制作了输电塔完全气弹模型,并通过大气边界层风洞试验,测试了多种风速、风向条件下输电塔的位移与加速度响应。通过加速度响应功率谱识别出结构的固有频率,并采用Hilbert-Huang变换结合随机减量法识别出包含结构阻尼和气动阻尼的结构总阻尼。利用虚拟激励法建立了由测点位移响应来识别结构顺风向、横风向风荷载的方法。由识别出的风荷载谱曲线,利用非线性最小二乘法拟合得到输电塔顺风向、横风向风荷载经验公式。研究结果表明：风洞试验设计、制作的输电塔气弹模型,测试得到的模型第1阶自振频率与有限元计算结果吻合较好;横风向荷载谱形态与顺风向的相比有较大的区别,其能量分布在一个更宽的频带上,其峰值频率是顺风向的3～4倍。     

郑州市雷达塔自振频率的调整

结合郑州市雷达塔的工程实践，介绍了一些基本假定，采用结构分析软件ANSYS对雷达塔动力特性进行了分析，经计算结果表明，合理地选择结构形式，雷达塔频率可以满足雷达工作需要。     

基于完全气动弹性模型的冷却塔风致响应风洞试验研究

风荷载是冷却塔设计的控制荷载,完全气动弹性模型风洞试验是研究其风致响应的有效途径。基于此,推导了冷却塔完全气动弹性模型相似关系并用有限元分析方法予以验证,据此相似关系设计并制作了某核电站200m高超大型冷却塔的1∶400完全气动弹性模型,并在风洞中模拟的B类风场对其风致响应进行测试,试验前对模型的动力特性进行检验。试验结果表明：完全气动弹性模型能较为精确模拟冷却塔结构的质量、刚度和阻尼相似;迎风面的风致变形较大,而其中又以喉部附近最大;背景响应占总响应的主导地位,动力放大效应不明显;风振系数值随高度的增加而减小,各控制点风振系数均值略小于DL/T 5339-2006《火力发电厂水工设计规范》规定值。     

中空夹层钢管混凝土风力机塔架风振性能研究

传统风力发电机组塔架大多为锥形单管钢薄壁细长结构,此类结构在叶片转动及风荷载作用下易发生大的变形和振动。为克服传统风电塔自身发展的局限性并发挥中空夹层钢管混凝土(CFDST)结构优良的力学性能,基于某锥形钢塔筒,通过承载力等效提出CFDST塔筒结构形式,利用ABAQUS软件建立其风振性能有限元模型,对比了两种塔筒的振动模态。从时域和频域对二者在不同荷载工况下的动力响应特征进行对比分析,并对塔筒与叶片是否共振及瞬态冲击荷载下的振动进行了研究。结果表明:CFDST塔筒在保证原有钢塔筒抗弯承载力和刚度的同时,底部截面尺寸减小了25.6%,且不会与叶轮转动产生的谐波激励发生共振; 阻尼对风机塔筒位移、速度、加速度及应力响应幅值影响显著; 与钢塔筒相比,CFDST塔筒在正常运行荷载工况下峰值位移、加速度幅值和最大等效应力分别降低21.1%、30.2%和41.6%,而在暴风荷载工况下,分别减小14.4%、32.2%和36.3%; 研究成果可为相关塔筒的设计优化提供参考。     

汶川地震紫坪铺进水塔的动态响应研究

作为高耸塔式结构的进水塔在强地震作用下的抗震稳定性具有非常重要的地位。采用时程分析法,辅以反应谱分析法,对地震荷载曲线的确定进行了研究。在研究过程中分析了两种方法共三种地震荷载曲线,通过对比结果得出时程分析法所确定的地震荷载曲线的准确性。根据该曲线进行紫坪铺1#进水塔的5.12汶川地震稳定性时程分析。针对低周往返地震荷载作用下,塔体结构与塔背山体以及地基岩体间薄弱面在张开、闭合、滑移过程中的应力释放和应力调整规律,引入动态接触单元,采用弹性连接和动态接触两种方法研究高耸进水塔结构在地震荷载作用下的抗震性能,确定塔体的整体抗震稳定性是可以保证的。采用动态接触研究进水塔-岩体联合动力相互作用是十分必要的。     

地震作用下塔顶重载对吸收塔动力响应影响研究

吸收塔结构属于高耸大开口薄壁圆柱壳结构,塔顶布置湿式除尘装置后,体现出显著“头重脚轻”特性,地震作用下极易出现“点头现象”,发生失稳破坏。通过对比分析塔顶是否布置湿式除尘装置两类吸收塔结构在不同类型、不同输入角度地震波以及塔内不同浆液高度作用下的位移、加速度以及应力响应,并对湿式除尘吸收塔结构缩尺模型进行了振动台试验。研究表明：无湿式除尘装置吸收塔结构远场地震作用下动力响应最大,塔顶布置湿式除尘装置后振幅增大,自振频率减小,近场地震作用下动力响应最大,且在开口处产生应力跳跃,发生应力集中现象。基于开口对刚度的削弱作用,最不利地震波输入方向均是沿开口方向|两类吸收塔结构均在无浆液时动力响应最大,且随着浆液高度的升高,塔体动力响应总体呈减小趋势,浆液的存在一定程度上起到减震作用,塔顶布置重载后对浆液减震效果有一定削弱作用。     

某标志塔MR-TMD减振系统风振控制分析

对某标志塔进行了动力特性分析,应用半主动质量驱动器(MR-TMD)系统,采用Matlab软件编制了半主动减振控制分析程序,分析比较了在模拟脉动风荷载作用下无控、被动TMD和MR-TMD控制下塔的响应,仿真结果表明,MR-TMD作为一种半主动质量驱动器能有效降低标志塔的风振反应。     

结合工程实例的扣塔脉动风荷载模拟及风振响应分析

四川合江一桥的拱肋吊装采用扣塔斜拉扣挂施工,扣塔高144.91m,风荷载是结构的重要控制荷载。采用谐波叠加法模拟作用于扣塔上的脉动风速、脉动风压、脉动风荷载时程曲线。把扣塔简化为二维串联多自由度动力学模型。采用ANSYS瞬态动力学分析模块,计算扣塔风振响应,为风振控制提供依据。