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一型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。鋼一型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)下部一定范圍采用型鋼混凝，土組合結(jié)構(gòu)，上部則采用鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，在高聳結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，在高層建筑結(jié)構(gòu)，尤其是層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。結(jié)構(gòu)下部的混凝土中配置適當(dāng)數(shù)量的型鋼，可減小構(gòu)件截面尺寸、提高構(gòu)件的變形能力、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性、改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。上部的鋼結(jié)構(gòu)可減小結(jié)構(gòu)自重、減少結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)能更好地利用不同材料的力學(xué)性能，比鋼結(jié)構(gòu)的耐久性能好、抗側(cè)剛度大，比混凝土結(jié)構(gòu)的自重輕、抗震性能好，但其耐久性、抗側(cè)及抗風(fēng)能力、結(jié)構(gòu)的防火性能等不如混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)的造價(jià)較高。鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)自重輕、抗震性能好，施工周期短、施工質(zhì)量更易，但結(jié)構(gòu)的耐久性、防火性較混凝土結(jié)構(gòu)差，高聳鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)不方便且維護(hù)費(fèi)用較大，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件多、構(gòu)件層次多、不同構(gòu)件之間的連接層次多，在長(zhǎng)期風(fēng)荷載作用下連接的抗疲勞性能將在很大程度上取決于施工質(zhì)量。拉線式的桅式結(jié)構(gòu)。對(duì)于高寬比很大的高柔結(jié)構(gòu)來說，采用拉線式結(jié)構(gòu)是解決結(jié)構(gòu)物有效抵抗水平荷載、減小結(jié)構(gòu)物水平位移和解決結(jié)構(gòu)物抗傾覆問題的常用結(jié)構(gòu)形式，目前國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)橫向尺寸小而高度可以很高，結(jié)構(gòu)物本身材料用量少、造價(jià)較低；缺點(diǎn)是拉線的設(shè)置占地面積大。由于該項(xiàng)目高度為500m，拉線長(zhǎng)度很大，因此其變形如何控制、拉線沿結(jié)構(gòu)物高度如何布置以及拉線基礎(chǔ)的抗拔處理是問題的關(guān)鍵。髙度為500m的拉線桅式結(jié)構(gòu)目前國內(nèi)外應(yīng)用很少，且該項(xiàng)目高寬比為8.24,采用自立式是適宜的。筒中筒鋼結(jié)構(gòu)。結(jié)合該項(xiàng)目的特點(diǎn)，如果采用鋼結(jié)構(gòu)筒中筒方案，內(nèi)筒和外筒之間的間距為3?5m，內(nèi)外筒之間設(shè)置適當(dāng)?shù)臋M向聯(lián)系構(gòu)件共同抵抗水平荷載。內(nèi)筒和外筒本身構(gòu)件的截面尺寸將會(huì)較小，材料用量、結(jié)構(gòu)自重及工程造價(jià)指標(biāo)效果可能較好；該方案的內(nèi)外筒之間具有很好的解決豎向交通問題的空間。由于材料是鋼材，因此其耐久性(主要表現(xiàn)為防腐性）和防火性能較差。該項(xiàng)目現(xiàn)階段的方案設(shè)計(jì)將進(jìn)行混凝土筒體結(jié)構(gòu)、混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)及鋼一型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的建模分析，根據(jù)建模分析的結(jié)果及相應(yīng)的性能指標(biāo)，結(jié)合不同方案的工程造價(jià)綜合確定推薦方案。后續(xù)將進(jìn)行拉線式的桅式結(jié)構(gòu)和筒中筒鋼結(jié)構(gòu)的建模計(jì)算和相關(guān)性能指標(biāo)的分析。

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溫度效應(yīng)。由日照產(chǎn)生的筒身陽面與陰面的溫度差，應(yīng)按當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用。當(dāng)無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，按20°C采用。混凝土在溫度作用下線膨脹系數(shù)^=KT5?；A(chǔ)傾斜?；A(chǔ)傾斜值按GB50007—2002規(guī)定的地基允許傾斜值采用。此處考慮tan沒=0.001。荷載工況的確定，方案設(shè)計(jì)時(shí)按照承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別考慮不同的荷載組合工況，共6種不同工況。承載能力極限狀態(tài)時(shí)荷載效應(yīng)基本組合：工況一：1.0自重+1.4風(fēng)荷+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜工況二：1.35自重十1.4風(fēng)荷+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜承載能力極限狀態(tài)時(shí)地震作用與荷載效應(yīng)基本組合：工況三：1.〇自重+〇.28風(fēng)荷+1.3地震+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜工況四：1.35自重+0.28風(fēng)荷+1.3地震+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜正常使用極限狀態(tài)時(shí)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：工況五：1.0自重+1.0風(fēng)荷+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜抗傾覆驗(yàn)算組合：工況六：0.9自重+1.4風(fēng)荷+1.0溫度+基礎(chǔ)傾斜塔身結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力計(jì)算與分析對(duì)不同方案的煙囪建立了三維有限元模型，并進(jìn)行了不同工況下的非線性靜力分析，計(jì)算了結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力和應(yīng)力；然后進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性計(jì)算，得出了該結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型特點(diǎn)；后進(jìn)行了基于特征值的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算。

各部分的具體計(jì)算結(jié)果及應(yīng)滿足的相關(guān)條件如下：(1)非線性靜力計(jì)算結(jié)果。傳統(tǒng)計(jì)算煙囪內(nèi)力的方法是將鋼煙囪簡(jiǎn)化為懸臂桿，該方法思路清晰，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但計(jì)算結(jié)果太粗糙，不能滿足計(jì)算的要求。該方案采用大型有限元軟件ANSYS對(duì)煙囪進(jìn)行建模計(jì)算，在計(jì)算中考慮了大位移以及由于風(fēng)荷載、日照和基礎(chǔ)傾斜等原因使筒身重力荷載對(duì)筒壁任意水平截面會(huì)產(chǎn)生附加彎矩（即P—<5效應(yīng)）等幾何非線性的影響。在ANSYS中可打開幾何非線性功能來分析，命令流即為NL-GEOM、ON和STIFF、ON。通過有限元建模，計(jì)算了不同工況下各控制點(diǎn)相對(duì)地面的位移以及各節(jié)段間相對(duì)層間位移角，各位移應(yīng)滿足規(guī)定的水平位移限值。關(guān)于水平位移限值的取值，在GB50135—2006中的表3.0.10中規(guī)定，在以風(fēng)為主的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，自立塔的水平位移限值為1/75,而以地震作用為主的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的水平位移限值為1/100;高聳結(jié)構(gòu)中的自立塔一般為高寬比很大（大于1〇)的細(xì)柔結(jié)構(gòu)如電視塔和輸電塔等；而方案中的煙囪髙寬比并不很大（高寬比為8.24)，因此，如此大的水平位移限值將不適用。在JGJ3—2010中的第4.6.3條規(guī)定，對(duì)于大于250m的建筑，在風(fēng)荷載或常遇地震作用下的位移限值為1/500,但此限值沒有考慮日照溫差以及基礎(chǔ)傾斜所產(chǎn)生的水平位移；綜合上述兩個(gè)規(guī)范中對(duì)水平位移限值的規(guī)定以及考慮GB50011—2001中不同水平位移限值所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能水平，該方案擬取結(jié)構(gòu)的水平位移限值為1/200。計(jì)算了控制工況下各控制截面筒體或支柱的軸力、剪力和彎矩，并以此為依據(jù)利用Matlab軟件編制的異型構(gòu)件（如箱型、工字型構(gòu)件）壓彎荷載作用下的配筋計(jì)算程序進(jìn)行各控制截面的配筋計(jì)算。提取了控制工況下筒體不同節(jié)段的大拉應(yīng)力和大壓應(yīng)力，可以找到結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力分布規(guī)律，還可以發(fā)現(xiàn)薄弱部位并進(jìn)行加強(qiáng)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果。利用上述有限元模型對(duì)不同方案塔身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自振特性分析，得出了結(jié)構(gòu)的前6階自振頻率和振型，確保、二階振型為結(jié)構(gòu)的整體彎曲振動(dòng)，而局部振動(dòng)發(fā)生在高階振型部分，并滿足JGJ—2010中對(duì)于B類高層建筑中扭轉(zhuǎn)與平動(dòng)周期比小于0.85的要求。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果。從結(jié)構(gòu)上看，大型煙囪是空間薄壁殼體，分析設(shè)計(jì)特別是穩(wěn)定分析設(shè)計(jì)較復(fù)雜。目前對(duì)于大直徑煙囪的穩(wěn)定設(shè)計(jì)還沒有相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)程?，F(xiàn)對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)基于特征值的彈性穩(wěn)定進(jìn)行了計(jì)算，提取了在控制工況作用下的前6階穩(wěn)定性系數(shù)和屈曲模態(tài)，掌握大型煙囪結(jié)構(gòu)整體屈曲和局部屈曲的特點(diǎn)，并確保階穩(wěn)定性系數(shù)大于4,滿足工程中對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求

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