双曲线冷却塔(Hyperbolic cooling tower)是以承受风荷载为主的高耸空间的薄壳结构,在电力等工业部门中发挥着重要作用,并在节水、节能、环境保护等方面具有重大意义。对新建和既建双曲线冷却塔进行脱硫改造工程中结构开洞的技术目前已应用于实际工程。 本文以国内外大量的现场实测、模型实验及理论分析资料为基础,利用ANSYS开放式技术平台,建立了双曲线冷却塔的有限元计算分析模型,讨论了自重及风荷载作用下冷却塔的力学性能。通过计算、分析,探讨了脱硫改造工程中结构开洞冷却塔的整体及洞口局部强度、稳定性问题,基于工程的实际需要,分析了洞口尺寸、开洞高度、洞口形状及洞口与主导风向夹角等因素对冷却塔整体及洞口局部的应力分布规律的影响。同时,进行了冷却塔的动力特性分析及地震响应分析,提出了双曲线冷却塔的结构开洞设计分析方法,为冷却塔脱硫改造中结构开洞的设计、加固和施工提供了理论依据和实用的参考建议。 本文借助ANSYS软件的技术平台,以ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了多个专用的接口程序,使建模过程在既定参数的控制下实现自动化,具有一定的普遍适用性,为同类问题的研究和工程设计计算提供了一定的便利。