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烟囱作为一种常见的构筑物,广泛存在于我国工业建筑之中。随着近年来社会发展,烟囱高度增加,截面形式也越来越多样化,尤其是对于这种异形截面类型的烟囱其抗震性能的研究显得尤为重要。本文研究以(一)240m高异形截面钢筋混凝土烟囱背景,首先对结构的动力性能进行了研究,然后详细地对该烟囱进行了抗震弹塑性分析,对该截面形式的烟囱的抗震性能进行了评估,指出了烟囱本身薄弱环节所在,希望对于该类型烟囱在高烈度地区的建设提供一定的借鉴和参考,主要内容包括以下三个方面: 1)为得到烟囱在地震作用下的完整响应分析,有限元模型的建立包括对于承重平台荷载的考虑以及竖向钢筋的建立。首先在CAD中建立钢筋以及混凝土外筒,然后导入到有限元分析软件ABAQUS完成烟囱外筒的三维建模。模型建立后进行模态分析,得到烟囱的各阶振型周期、振型向量以及振型参与信息,确定建立钢筋的必要性,明确了结构的薄弱环节位置,并为下文Pushover分析选择侧向加载模式给出了参考。 2)选定了四种侧向加载模式对结构进行Pushover分析,采取能力谱方法分别建立谱位移—谱加速度格式的能力谱和弹塑性需求谱,通过分析得到烟囱结构在7度罕遇地震作用下的性能点以及相应的结构响应信息,并且表明对于烟囱这一高耸结构应当适当考虑其高阶振型以及楼层高度的影响。在8度罕遇地震作用下,结构的位移反应小于位移需求,不满足设防水准要求,并给出了改进建议。 3)根据抗震规范的要求选择了三条实际地震记录,利用逐步增量时程分析(IDA)对该烟囱结构的抗震性能进一步研究。选定了地震动强度参数(IM)以及结构性能参数(DM)后,分别从单向水平地震作用下、双向水平地震作用下以及考虑竖向地震作用三个方面对结构进行了增量动力分析,通过相应的IDA曲线得到结构的性能点、结构的薄弱环节以及各方向地震作用对结构性能点的影响。此外还对是否需要考虑竖向地震作用给出了一定的建议。 研究结果表明,该烟囱结构满足7度罕遇地震作用设防要求,通过对90m标高处截面的改善、增强洞口配筋以及增加上部结构截面厚度可以进一步提高烟囱的抗震性能。