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《西安建筑科技大学》 2016年
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既有冷却塔抗风可靠度分析

平旸杰  
【摘要】:双曲冷却塔是普遍应用于火电厂和核电站中循环水冷却的重要设施,属于风敏感结构。伴随着我国工业用电和城市居民生活用电需求量的增长,已建成大量的冷却塔。在服役过程中,由于冷却水蒸发等因素影响,既有冷却塔往往发生严重的混凝土保护层碳化和钢筋锈蚀等结构损伤问题,导致其抗力不断衰减,从而降低结构在风致作用下的可靠度水平。本文致力于揭示抗力衰变对既有大型冷却塔风致灾变可靠性的影响,评价既有冷却塔的抗风可靠度水平。基于已有的混凝土碳化深度和钢筋锈蚀速率模型来评估既有冷却塔在服役期内的结构损伤,并考虑模型参数的随机性,通过因锈蚀导致的钢筋截面面积减少来综合考虑结构性能的劣化。采用数论选点法,以塔体迎风面喉部(危险点)子午向钢筋受拉屈服为失效准则,对我国冷却塔规范和对塔高无显示限制的德国冷却塔设计规范在等效静力风荷载作用下100年内不同时刻的抗风静力可靠度进行了对比分析。结果表明德国规范规定下结构危险点响应更大,相比于中国规范,德国规范在冷却塔设计时具有更高的抗风安全储备。采用线性滤波法的自回归模型(auto-regressive,AR)模拟动力风荷载并施加于结构,经风致振动响应时程分析发现冷却塔位移风振系数随高度而变化,塔身中部最小,塔顶最大为1.68,小于规范对B类地貌1.9的取值。在此基础上,基于首次超越破坏机制对既有冷却塔在100年内不同时刻的抗风动力可靠度进行了分析,通过与我国规范计算得到的抗风静力可靠度进行对比,表明我国规范风振系数取值具有一定的抗风安全储备。通过对既有冷却塔抗风静力可靠度和抗风动力可靠度分析,表明塔体内钢筋锈蚀引起的钢筋截面面积减少会降低结构的安全性,随着服役期内钢筋锈蚀的加剧,结构抗风可靠度逐渐降低。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU311.2

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