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井塔的钢结构体系选型和提升大梁振动分析

刘兵  
【摘要】:井塔是煤炭矿山重要的塔式构筑物,国内多采用钢筋混凝土结构,钢结构井塔研究处于空白。混凝土井塔自重大、占用井口时间长,增加了建设成本。为此,本文创新性的提出采用钢结构代替传统的混凝土结构建造井塔。论文主要有以下研究内容:首先,钢结构井塔从无到有,需要先从概念上分析。本文搜集井塔资料,分析井塔几何尺寸和构造特点,概括钢结构井塔选型关键因素,并制定选型评价指标。从概念上对比常用钢结构体系,得出以下结论:框架-支撑结构体系、巨型框架结构体系和巨型支撑体系更符合井塔的特点。其次,基于上述概念分析得出的结果,对三种体系进行结构分析。根据井塔工艺要求进行结构布置,利用SAP2000有限元分析软件建立模型,对结构进行可行性分析,分析结构在正常工作荷载和事故荷载作用下受力特点。得出以下结论:巨型框架结构在承受竖向荷载方面,受力性能比较好。巨型支撑结构抗侧刚度最强,巨型框架结构次之。根据井塔以竖向荷载为主要受力方向的特点,最终确定适合井塔的钢结构体系为巨型框架结构体系。最后,对提升系统中提升大梁进行振动分析,从振源分析提升大梁在单激励和双激励情况下振动响应规律。通过变化弦杆截面高度、宽度和楼板厚度参数,分析其对提升大梁振动响应的影响。结果显示:双激励情况下振动响应主要是由摩擦轮振动提供,电动机产生的响应很小;弦杆截面高度变化对振动响应影响较大,弦杆截面宽度变化对振动响应影响很小,楼板厚度变化对振动响应影响很小。


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