煤气化高层工业厂房半主动控制研究及振动台试验设计
本文关键词: 煤气化高层偏心结构 半主动控制 MRE阻尼器 模型振动台试验 出处:《武汉理工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着我国经济的快速发展,能源短缺的问题日益突出。我国煤炭资源丰富,但石油资源匮乏,为了缓解对石油进口的依赖,同时提高煤炭能源的利用效率,国家大力发展煤气化工程。煤气化高层工业厂房作为煤气化工程的关键性厂房,由于行业功能的特殊需求,多采用上部钢结构,下部混凝土结构的组合框架结构。此类结构本身上柔下刚,再加上重型煤气化设备与结构组成复合体系,整个结构刚度和质量存在偏心,在地震作用下会产生较大的扭转变形和平扭耦联振动响应,对结构整体抗震非常不利。半主动控制是当今结构振动控制领域的国际前沿性课题之一,它既保持了被动控制结构简单、易于维护的优点,同时克服了主动控制需要外部能源提供直接控制力的缺点,具有良好而可靠的控制效果。磁流变弹性体(MRE)是一种近年来研究热门的新型磁流变智能材料,相比于一般的磁流变材料具有稳定性好、响应迅速、结构设计简单等诸多优点,在结构半主动控制领域有广阔的应用前景。本文通过对一典型煤气化高层厂房安装MRE阻尼器,来研究半主动控制对高层工业厂房偏心结构的减震效果。本文的主要工作有:(1)系统总结了目前国内外基于磁流变阻尼器的半主动控制研究现状,阐述了高层工业厂房偏心结构在结构抗震设计和研究方面的不足,MRE阻尼器作为一种新兴的半主动控制措施尚未应用于高层工业厂房偏心结构中,具有很高的科研价值。(2)运用有限元分析软件Ansys,对高层煤气化工业厂房在罕遇地震作用下的结构振动响应进行了研究,并对煤气化高层工业厂房安装磁流变弹性体(MRE)阻尼器,通过SIMULINK进行仿真分析,研究半主动控制对高层煤气化工业厂房地震响应的控制效果。(3)最后进行了煤气化高层工业厂房的模型振动台试验设计,利用ANSYS对振动台模型与原型进行了对比分析,验证了试验的可行性,为下一步的振动台试验打下基础。
[Abstract]:With the rapid development of China's economy, the problem of energy shortage has become increasingly prominent. China is rich in coal resources, but its petroleum resources are scarce. In order to ease its dependence on oil imports and improve the efficiency of coal energy utilization, The state has made great efforts to develop coal gasification projects. As a key building in coal gasification projects, the high-rise industrial buildings of coal gasification, due to the special needs of the functions of the industry, mostly adopt the upper steel structure. Composite frame structure of lower concrete structure. This kind of structure itself is flexible and rigid, combined with heavy coal gasification equipment and structure to form a composite system, the whole structure stiffness and mass exist eccentricity, Under the action of earthquake, large torsional deformation and torsional coupled vibration response will be produced, which is very unfavorable to the seismic response of the whole structure. Semi-active control is one of the international frontier problems in the field of structural vibration control. It not only maintains the advantages of simple passive control structure and easy maintenance, but also overcomes the shortcoming that active control requires external energy to provide direct control. MREs is a new type of magneto-rheological intelligent material, which has many advantages, such as better stability, rapid response, simple structure design and so on, compared with the general magneto-rheological material, which has many advantages, such as good stability, rapid response, simple structure design and so on. In this paper, MRE dampers are installed in a typical coal gasification high-rise building. In order to study the effect of semi-active control on the eccentric structure of high-rise industrial buildings, the main work of this paper is to summarize the current research situation of semi-active control based on magneto-rheological dampers at home and abroad. This paper expounds the deficiency of structural seismic design and research of eccentric structure of high-rise industrial powerhouse. As a new semi-active control measure, MRE damper has not been applied to the eccentric structure of high-rise industrial powerhouse. The structural vibration response of high-rise coal gasification industrial building under rare earthquake is studied by using finite element analysis software Ansys, and the magneto-rheological elastomer damper is installed in the high-rise industrial building of coal gasification. Through the simulation analysis of SIMULINK, the control effect of semi-active control on the seismic response of high-rise coal gasification industrial building is studied. Finally, the model shaking table test design of high coal gasification industrial building is carried out. The shaking table model and prototype are compared and analyzed by ANSYS, and the feasibility of the test is verified, which lays a foundation for the next shaking table test.
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU352.1
【参考文献】
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,本文编号:1543425
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