地震作用下钢筋混凝土烟囱结构计算分析

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发布时间：2021-09-10

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地震作用下钢筋混凝土烟囱结构计算分析
龚代瑜
(中煤科工集团武汉设计研究院，武汉430070)
[摘要] 以河北某电厂钢筋混凝土烟囱为背景，利用有限元计算软件ABAQUS进行地震作用下钢筋混凝土烟囱的计
算分析。通过烟囱的模态分析和计算，了解了烟囱结构的自振特性，对钢筋混凝土结构烟囱的地震分析主要
是对烟囱顶点的时程反应分析进行，对比和分析计算结果，简述了钢筋混凝土烟囱的阻尼比对地震计算的
影响。
[关键词】地震作用；钢筋混凝土烟囱；时程分析；有限单元法
[中图分类号] TU375 [文献标志码] A [文章编号] 1001—523X(2013)04—0009．03
1 概述
众所周知，地震给建筑物造成的破坏是很大的，
地震作用下建筑物的反应一直受到工程界的关注。
目前，在我国的工业建筑中，烟囱极为普遍，钢铁厂、
火电厂、化工厂等都建有上百米甚至数百米高的烟
囱，因此烟囱抗震性能的好坏不仅直接关系到其附
近建筑物的安全，而且直接影响城市的抗震减灾。
由于结构在地震动力作用下过程复杂，影响因素较
多，因此，关于烟囱结构的抗震研究多限于假设和计
算理论，对烟囱的震动模型试验资料还不多，对烟囱
在动力作用下的响应的认识还不够充分。本文简述
了利用大型有限元计算软件ABAQUS对钢筋混凝
土烟囱结构进行地震动作用下的分析过程，具有一
定的实际意义。
2 工程概况
本次计算分析以河北某电厂210 m钢筋混凝土
烟囱为背景。该烟囱底部外壁直径为18．5 m，壁厚为
600 mm，烟囱顶部外壁直径为7．5 m，壁厚为200 mm。
基础为圆板形式，基础半径为15 m，厚度为5 m，桩
基础。
3 计算模型的建立
本次计算利用大型有限元计算软件ABAQUS
对钢筋混凝土烟囱进行建模计算，在进行建模计算
的过程中，遵循以下几点：1)对于烟囱筒壁内的钢
筋，假定混凝土和钢筋的粘结良好，等效为均匀连续
的材料，不考虑钢筋和混凝土间的滑移，采用整体式
收稿日期：2013—01—15
作者简介：龚代瑜(1977一)，男，湖北云梦县人，毕业于天津大学，本科
学历，高级工程师，现从事建筑结构设计工作。
模型；2)有限元建模时考虑13．180～21．750 m处的
烟道孔，建模时按照烟道孔的实际尺寸进行建模计
算，对于局部的其他较小孔洞，计算时为避免应力集
中，不予考虑。烟囱的整体计算模型见图1。
图1 烟囱整体计算模型
钢筋混凝土烟囱使用的材料为：筒壁和基础的
混凝土采用C30混凝土，筒壁竖向钢筋采用
HRB335级钢，环向钢筋采用HRB335级钢。材料
参数见表1。