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1、题目 针对设备隔震的钢结构窑尾的地震反应研究Titl Stdyoneimic reoneof steesruture o kl equipnisoain / 摘 要钢结构窑尾具有能抗震、施工便捷、重量轻等优点，在国内外得到广泛的运用。但是在实际应用过程中,却因为工艺的特殊要求,平面尺寸小，开洞不规则，层高大且变化多，从而导致结构的刚度分布不规则,在设计过程中会发现构件的内力、层间位移和位移角大,这势必会使构件截面变大，从而增加了建设成本。本文主要是研究通过在设备下设置隔震支座，达到耗散地震能量,增大结构阻尼并减小结构地震效应的目的,为钢结构窑尾的设计开拓了一个新的思路。本文的主要研究内容如下：
2、对隔震支座的研究,根据研究需要和规范规定隔震单元采用两节点间连接形式，隔震支座采用单独的隔震单元,作为结构与设备连接单元。隔震单元拥有线性和非线性属性,其中线形属性包括线性分析时使用的有效刚度和有效阻尼，非线性属性包括非线性分析工况使用的刚度，屈服力和屈服后的刚度比。以某地拟建的窑尾结构为工程背景，采用P2000建立不设隔震支座的普通窑尾钢结构的有限元模型，对其进行了模态分析，7度、度反应谱分析，7度、8度多遇地震时程分析，7度、8度罕遇地震时程分析,并提取了各工况下的基底剪力、层间位移、层间位移角，发现都较大，有些甚至接近规范要求的限值。采用SAP20建立设置隔震支座的窑尾结构模型,对其进行
3、了模态分析、7度、8度反应谱分析,7度、度多遇地震时程分析，7度、8度罕遇地震时程分析，提取各工况下的基底剪力、层间位移、层间位移角，并和普通窑尾结构的计算结果进行对比，发现各参数都有明显的减小，进而证明了在设备下设置隔震支座后可以有效地改善结构的抗震性能。关键词:窑尾，隔震支座，抗震性能,反应谱分析,时程分析AbstctSte-ructre preheat ha serie oadvanage，uca ig weght，wel rthqua istace, easy corucion， so thati s developd andappleunierslly al over world。
4、utntheproces of conructon, spcial procss requre sma orinta spansize, irglar hle , higher pace height ndferent hangs,which lead to nouniformdstrbution o siffnes of structure.I te rocss of design, wefind tht structurmmber force,story rit， laydispaceen anle e bigger, whch ladtoigge mponnt sein， ghr csI
5、nthis aper, islationbearingisseundrthe quipmnt resultigndisie of arthuknrgy， ineaeoftuta apig ddease of eisicresponse .A new ida odgn of eel-structurehea obtained from threserh。he min eearchcontents ad reuts are asollows：1、Researchoolation ering. Accordin o te quents and e reof code, thent of seismi
6、csoaio doconnetg formatbetween two ne and olaionbrnguse singe elen，whchcnn the sructure ndequpment。 Theelemen ofseismc iotion aner andonner prperty. Linr propertyilds effcvestnessand ffecie daing n the aalysis of liner. Nn-liner roperty icle sifness， el stengt, fness raio wtyild uder th coitnof nonl
7、iner als、nder hebakgron of propsed preet,finitelementmdl wito isoaion is stabsedby SA2000.Base shear,sty i，laer displacement gle ar obtain frm the anlysiso modal, responsepctrum derhe seimic ienity of 、8 degee, ndtiehisrunder thessmc itensity of 7、8degee. An heseprmetrs are larg, even someof he daw
8、near te litofcod.3、Fint ement model with iolation s etaliheySAP200.aseshea，toy if, lr dispacetngle are obained rmthe analsis moal，response sectru nder h sismi intnst f 7、8ee， an te-histounderteesmicinnsityof 、8 degre Comp o the tritilpreat， hese pramters re smller。nd it rves thttting he iolation bea
9、ring ipove th seismic rsiace ofstructu。ey ords：Preat, Isolatio earng, athqukrsistan，Rpone spctrm analysis， Time-itoranalyss目 录AbstactII目录I第1章 绪论111窑尾结构简介11。工程概况1。3存在的问题51.本文研究内容和目的6第2章 建筑结构隔震研究发展情况与理论分析82。建筑结构隔震的进展82。1。1建筑结构隔震背景821.2建筑结构的隔震发展12.1.建筑结构地震控制方法122.2隔震结构的理论分析122。1隔震支座恢复力模型1322.常见隔震结构的数值模
10、型17。2.3隔震体系结构分类22隔震支座的选择和设计22第3章 地震作用下普通窑尾结构的有限元分析243SP000软件介绍43.2建立窑尾结构有限元模型2.2.1结构几何尺寸2.。2结构荷载的处理13。2 有限元模型的处理323。3模态分析23.4本章小结3第4章 隔震支座减震效果分析364.1有限元模型的建立32模态分析74本章小结4第五章 结论与展望425。结论425。2展望42致 谢44参考文献5第1章 绪论1.1窑尾结构简介随着世界经济的不断发展和多元化,我国及其他发展中国家正处在基础和城市化建设快速发展的阶段,基本建设规模量在世界处在领先位置。水泥是土木工程应用中是最为常见的建材之
11、一，而且在工程建设中消耗量巨大.庞大的工程建设促使了水泥需求的增长，进而需要在我国及其他发展中国家建设相当数量的水泥厂。考虑到环境对人类生活的影响日益严重和经济成本的控制要求，过去传统的水泥湿法技术已经慢慢被社会发展所淘汰。因此,随着科技的发展和社会的进步，现在多数水泥生产线都在引进新型干法技术来进行生产,窑尾工程是新型干法生产技术的核心组成部分，窑尾在水泥生产过程中占有非常重要的地位。同时，因为生产设备工艺的限制，窑尾是水泥厂中结构主体高度较高且上部荷载较大的特种工业建筑。目前,窑尾主体结构在满足工艺要求以及安全性要求下，主要采用的结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两类形式。两类窑尾结构形式有
12、各自的特点，钢筋混凝土窑尾结构具有建设取材容易，耐久性、耐火性较好、建造费用相对较低的优点，但是钢筋混凝土窑尾缺点也很突出，梁柱截面大、自重大、抗震性能较差;相对而言钢结构窑尾自重较轻、抗震性能较好、施工方便.但由于工艺特性的要求,仅能采用框架结构形式，在地震作用下，窑尾结构各层层间位移和剪力均较大,导致主体结构梁柱等构件截面尺寸会较大，且主体结构整体高度一般超过了规范要求，限制了该类结构的广泛应用.基于窑尾结构的特点，所以针对目前窑尾结构的特点本文提出在钢结构窑尾主要设备支座处设置隔震支座的方法,减小结构的地震作用，从而能够达到消能减震.由于水泥厂窑尾结构生产设备工艺的要求,其主体结构平面尺
13、寸相对较小但是每一层的高度又相对较高,从本次项目研究讨论的窑尾工程来看,窑尾主体结构宽度与长度尺寸分别为1m、5。5m,主体最大高度达91.7米,主体结构共7层,各层层高中最大高度为16。5m。同时，窑尾结构承受的竖向荷载非常大，因此，地震对窑尾结构动力响应也会很大。在水平地震作用下，窑尾结构各层的侧向位移较大，易造成结构主体严重破坏，生产设备也易发生工作异常。基于上述种种因素,窑尾结构的重点设计就是为了保证主体结构构件的承载力和主体的稳定性满足要求,同时，也要能满足侧向位移变形要求的控制,实际建设应用中尽可能用最少的材料来实现经济性的要求。1。2工程概况该工程为中国某地拟建的40t/d级熟料水泥钢结构窑尾工程，引进了目前国际比较先进的水泥干法生产技术。当抗震设防烈度为7度时，设计的基本地震加速度值为。15g，设计地震分组为第二组，且类场地土。窑尾主体结构平面尺寸为。5 m16m,主体结构最大高度为9。71,各层层高中最大层高为16.5m，整体为钢结构，其主体结构平面和立面图分别如图、13所示。图1-1标准层平面布置图图12 A轴立面布置图图13D轴立面布置图图1-某水泥厂预热器窑尾工程结构实景1。3存在的问题窑尾工程主体结构在满足工艺要求以及
