桁架转换钢筋混凝土井塔结构抗震性能研究∗

为研究罕遇地震作用下桁架托柱转换井塔结构的抗震性能 ,通过 PERFORM?3D、PKPM/SATWE 与 SAP2000 软件,分别对某桁架托柱转换井塔结构进行了静力弹塑性分析和动力弹塑性分析。研究抽柱前后井塔结构整体和关键构件的地震响应及破坏机制,得到了在罕遇地震作用下的层间位移角、基底剪力、顶点位移、结构塑性状态过程及转换桁架、框架柱、框架梁、连梁、剪力墙的内力变化和破坏状况。结果表明：在罕遇地震作用下,抽柱后结构的动力特性变化不大,整体结构具有良好的抗震性能,最大层间位移角为 4.4‰,符合规范要求;抽柱后基底剪力较抽柱前有所减小,但结构刚度满足要求;抽柱后的顶点位移略大于抽柱前的顶点位移,证明抽柱后结构的整体刚度略有降低;抽柱后屈服机制与原结构基本相同;转换桁架弯曲、剪切、轴向变形均未进入基本运行状态,具有良好的抗震性能;框架梁和连梁截面的抗剪承载力利用率变化不大,框架柱截面最大抗剪承载力利用率均值有所增大但依然满足要求,不会产生剪切脆性破坏,而剪力墙整体的抗剪承载力利用率均值偏低,建议适当减小剪力墙厚度,提高截面抗剪承载力利用率;抽柱后剪力墙扶壁柱的纤维应变发生了变化,最大拉应变小于钢筋的极限拉应变,钢筋未发生严重屈服,最大压应变小于混凝土的极限压应变。     

高大型井塔结构的抗震设计优化

高大型井塔结构计算复杂,特殊荷载种类多,抗震薄弱环节突出。结合内蒙古某主井井塔结构抗震设计的实例,从平面与竖向布置、特殊荷载、结构计算等方面分析了高大型井塔结构抗震薄弱的主要原因,即井塔的底层刚度小、楼板开洞面积大、荷载分布不均匀、建筑高宽比大、顶部不能设置中柱等;通过三维有限元分析与设计软件PMSAP的分析计算,提出了高大型井塔结构抗震设计薄弱环节的解决方案,即加大底层刚度、加大楼板刚度、调整楼面梁布置、加大底部楼层重量、加大基础嵌固层深度等;基于PMSAP从刚重比、有效质量系数、剪重比、周期比、位移比等方面对井塔结构抗震设计进行验算与分析,以为实际井塔工程提供数据和经验,并指出井塔须进行水平振动验算,将水平强迫振动频率与抗震计算得出的结构自振频率对比,以避免提升设备与井塔本身产生共振。