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第12期 宋波等：地震波输入角度对大型脱硫塔结构动力影响的实验研究 .1653. 表4输入不同角度的天津波时结构加速度峰值增大幅度 York ASCE 1981.346 Table 4 Increase amplitde of peak acceleration under Tianjn wave in [3]LiM H.Shiw Z Liu D H.etal Fnite elmnent analysis on the different angles % tower w ith thin thickness and lage opening Pmssure Vessel Techn- 加速度峰值/ 输入角度°) ol200522(2):14 地震波类型 (ms2) (李明惠，时文忠，刘德宏，等，大直径薄壁大开孔塔结构的有 0 30 60 90 限元分析-压力容器，2005,22(2)：14) 1.5 -90.9253.0 83.0 52.9 天津波 [4]Xu M K.Ma R L Finite elment calculation and analysis of 2.5 -92.2332.939.7 124.2 Zhenjiang Electric Plant Smoke Desulfuration Absotber Tower 1.5 163.0123.0196.0317.0 Spec Stmict 2005 22(2):23 日向滩冲地震波 2.5 83.052.0162.0380.0 (许谋奎，马人乐，镇江电厂烟气脱硫吸收塔有限元计算分析· 特种结构，2005.22(2)：23) 由此可以看出，脱硫塔的开口方向与地震波的 [5]Ma R L MuZL HeM J etal The seism ic response analysis of 输入方向成60角的方向应该是该结构吸收能量最 Qingdao SteelTower under vertical gmound movenent Spec Stmct 199815(2):42 大的方向，而30方向相对其他角度来说结构的动 (马人乐，牟宗磊，何敏娟，等，钢结构电视塔塔楼在竖向地震 力反应较为强烈，因此可以推断该方向为结构最不 作用下的反应分析特种结构，199815(2)：42) 利激励波输入方向，同时，由于脱硫塔内部构件的 [6]Zhang X A.Jiang JS On the response properties of TV tower un- 存在，其复杂性严重影响了塔体的整体动力特性，从 der three dinensional non'"stationary randon seism ic excitation J Northwest Polytech Univ 2000.18(1):23 而使结构的动力反应表现出极大的不同，尤其是当 张询安，姜节胜·电视塔三维非平稳随机地震响应特性·西北 地震波输入方向与脱硫塔开口方向平行时，加速度 工业大学学报，200018(1)：23) 峰值在喷淋梁的位置出现突变，并且由于塔顶相对 [7]LiC X.Huang JZ Jin J et al Discussions on several problms 与塔身而言重量较大，塔顶的“点头现象”也是引起 of w nd and earthquake resistant control of tall steel stmuchire J 结构加速度峰值沿塔高分布严重不均匀的主要因素 Vib Shock200019(2):54 之一 (李春祥，黄金枝，金兢，等.高层钢结构抗风抗震控制若干问 题探讨.振动与冲击，200019(2)：54) 3结论 [8]Xu ZG.W ang C K.Liu C etal Shaking table test of a highrise steel structure model SpatialStnict 2002 8(4):36 (1)对脱硫塔模型结构输入不同角度的正弦波 (徐忠根，王翠坤，刘臣，等高耸钢结构模型模拟地震振动台 时，相同加速度峰值条件下，脱硫塔塔顶加速度峰值 试验研究.空间结构，20028(4)：36) 比塔底峰值增加的幅度很大，特别是当开口方向与 [9] Shinaot A.Vibration Tests for Scale Models of Cylindrical Coal 加速度波成30角的时候，增幅可达69.6%；而其他 Stomge Sibs/The 8 th WCEE San Franeisco 1984 [10]Zhao Y G.Jiang J R.Vibration pmperties and earthquake re- 方向加速度峰值增幅相对较小，脱硫塔的开口方向 sponses of sil stnuchuines Earthquake Eng Eng Vib 1989 9 与地震波的输入方向成60角的方向是该结构吸收 (3):55 能量最大的方向，由此可见，激励波输入角度对结 (赵衍刚，江近仁筒仓结构的自振特性与地震反应分析，地 构的影响是不容忽视的 震工程与工程振动，1989,9(3)：55) (2)结构在地震波作用下，塔体加速度峰值的 [11] ShiW X.Zhu B L.The experinental shudy of earthquake we sponse of R.C Cylinder sibs Spee Stmict 1994.11(4):55 分布明显不同于正弦波情况，其数值在地震波输入 (施卫星，朱伯龙·钢筋混凝土圆形简仓地震反应试验研究， 角度不同时，在喷淋梁处塔壁及塔顶位置均出现较 特种结构，1994,11(4)：55) 大偏差，说明脱硫塔内部构件的存在严重影响了塔 [12]Patrick X WZ Flexural behavior and defomability of fiber ren- 体的整体动力反应特征，同时塔顶重量较大也是引 fored polymer prestressed concmete beamns J Conpos Constr 起结构加速度峰值沿塔高分布严重不均匀的主要因 20037(4):275 [13]Naaman A E Jeong M.Stmctural ductility of concrete beans 素之一 prestressed with FRPtendons/Taene L Nonmetallic (FRP) 参考文献 Reinformnent for Concretes Stmuctures London:E&FN Spoon 1995.379 [1]Clough R W.Penzien J Dynam ic of Stmuchims New Yorks [14]Yang L Cang Y P.Zhou X Y.etal Contmastive analysis of sha- M G rw H ill Book Canpany 1975 king table test and finite elmentmodel on friction pendulm iso- [2]Haroun M A.HousnerG W.Dynamn ic interaction of liquid storage lated system.J Buil Stmuct 2008 29(4):66 tanks and foundation soil/Proceedings of the Second ASCE /EMD (杨林，常永平，周锡元，等.FS隔震体系振动台实验与有限 Specialty Confernce on Dynam ic Response of New 元模型对比分析.建筑结构学报，200829(4)：66)第 12期 宋 波等： 地震波输入角度对大型脱硫塔结构动力影响的实验研究 表 4 输入不同角度的天津波时结构加速度峰值增大幅度 Ｔａｂｌｅ4 ＩｎｃｒｅａｓｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｐｅａｋａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒＴｉａｎｊｉｎｗａｖｅｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｇｌｅｓ ％ 地震波类型 加速度峰值／ （ｍ·ｓ—2） 输入角度／（°） 0 30 60 90 天津波 1∙5 —90∙9 253∙0 83∙0 52∙9 2∙5 —92∙2 332∙9 39∙7 124∙2 日向滩冲地震波 1∙5 163∙0 123∙0 196∙0 317∙0 2∙5 83∙0 52∙0 162∙0 380∙0 由此可以看出脱硫塔的开口方向与地震波的 输入方向成 60°角的方向应该是该结构吸收能量最 大的方向而 30°方向相对其他角度来说结构的动 力反应较为强烈因此可以推断该方向为结构最不 利激励波输入方向．同时由于脱硫塔内部构件的 存在其复杂性严重影响了塔体的整体动力特性从 而使结构的动力反应表现出极大的不同尤其是当 地震波输入方向与脱硫塔开口方向平行时加速度 峰值在喷淋梁的位置出现突变．并且由于塔顶相对 与塔身而言重量较大塔顶的 “点头现象 ”也是引起 结构加速度峰值沿塔高分布严重不均匀的主要因素 之一． 3 结论 （1） 对脱硫塔模型结构输入不同角度的正弦波 时相同加速度峰值条件下脱硫塔塔顶加速度峰值 比塔底峰值增加的幅度很大特别是当开口方向与 加速度波成 30°角的时候增幅可达 69∙6％；而其他 方向加速度峰值增幅相对较小脱硫塔的开口方向 与地震波的输入方向成 60°角的方向是该结构吸收 能量最大的方向．由此可见激励波输入角度对结 构的影响是不容忽视的． （2） 结构在地震波作用下塔体加速度峰值的 分布明显不同于正弦波情况其数值在地震波输入 角度不同时在喷淋梁处塔壁及塔顶位置均出现较 大偏差说明脱硫塔内部构件的存在严重影响了塔 体的整体动力反应特征同时塔顶重量较大也是引 起结构加速度峰值沿塔高分布严重不均匀的主要因 素之一． 参 考 文 献 ［1］ ＣｌｏｕｇｈＲ ＷＰｅｎｚｉｅｎ Ｊ．ＤｙｎａｍｉｃｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： ＭｃＧｒａｗ-ＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏｍｐａｎｙ1975 ［2］ ＨａｒｏｕｎＭＡＨｏｕｓｎｅｒＧＷ．Ｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｌｉｑｕｉｄｓｔｏｒａｇｅ ｔａｎｋｓａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｏｉｌ∥ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＳｅｃｏｎｄＡＳＣＥ／ＥＭＤ ＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ ＤｙｎａｍｉｃＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＳＣＥ1981：346 ［3］ ＬｉＭＨＳｈｉＷ ＺＬｉｕＤＨｅｔａｌ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅ ｔｏｗｅｒｗｉｔｈｔｈｉｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｌａｒｇｅｏｐｅｎｉｎｇ．ＰｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌＴｅｃｈｎ- ｏｌ200522（2）：14 （李明惠时文忠刘德宏等．大直径薄壁大开孔塔结构的有 限元分析．压力容器200522（2）：14） ［4］ ＸｕＭ ＫＭａＲ Ｌ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ＺｈｅｎｊｉａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｌａｎｔＳｍｏｋｅＤｅｓｕｌｆｕｒａｔｉｏｎＡｂｓｏｒｂｅｒＴｏｗｅｒ． ＳｐｅｃＳｔｒｕｃｔ200522（2）：23 （许谋奎马人乐．镇江电厂烟气脱硫吸收塔有限元计算分析． 特种结构200522（2）：23） ［5］ ＭａＲＬＭｕＺＬＨｅＭＪｅｔａｌ．Ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ＱｉｎｇｄａｏＳｔｅｅｌＴｏｗｅｒｕｎｄｅｒｖｅｒｔｉｃａｌｇｒｏｕｎｄｍｏｖｅｍｅｎｔ．ＳｐｅｃＳｔｒｕｃｔ 199815（2）：42 （马人乐牟宗磊何敏娟等．钢结构电视塔塔楼在竖向地震 作用下的反应分析．特种结构199815（2）：42） ［6］ ＺｈａｎｇＸＡＪｉａｎｇＪＳ．ＯｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＶｔｏｗｅｒｕｎ- ｄｅｒｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｏｎ-ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｒａｎｄｏｍｓｅｉｓｍｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ｊ ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＰｏｌｙｔｅｃｈＵｎｉｖ200018（1）：23 （张洵安姜节胜．电视塔三维非平稳随机地震响应特性．西北 工业大学学报200018（1）：23） ［7］ ＬｉＣＸＨｕａｎｇＪＺＪｉｎＪｅｔａｌ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓｏｎｓｅｖｅｒａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆｗｉｎｄａｎｄｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔａｌｌｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｊ ＶｉｂＳｈｏｃｋ200019（2）：54 （李春祥黄金枝金兢等．高层钢结构抗风抗震控制若干问 题探讨．振动与冲击200019（2）：54） ［8］ ＸｕＺＧＷａｎｇＣＫＬｉｕＣｅｔａｌ．Ｓｈａｋｉｎｇｔａｂｌｅｔｅｓｔｏｆａｈｉｇｈｒｉｓｅ ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ．ＳｐａｔｉａｌＳｔｒｕｃｔ20028（4）：36 （徐忠根王翠坤刘臣等．高耸钢结构模型模拟地震振动台 试验研究．空间结构20028（4）：36） ［9］ ＳｈｉｍａｍｏｔｏＡ．ＶｉｂｒａｔｉｏｎＴｅｓｔｓｆｏｒＳｃａｌｅＭｏｄｅｌｓｏｆＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＣｏａｌ ＳｔｏｒａｇｅＳｉｌｏｓ∥Ｔｈｅ8ｔｈＷＣＥＥ．ＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ1984 ［10］ ＺｈａｏＹＧＪｉａｎｇＪＲ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅ- ｓｐｏｎｓｅｓｏｆｓｉｌｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇＥｎｇＶｉｂ19899 （3）：55 （赵衍刚江近仁．筒仓结构的自振特性与地震反应分析．地 震工程与工程振动19899（3）：55） ［11］ ＳｈｉＷ ＸＺｈｕＢＬ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅ- ｓｐｏｎｓｅｏｆＲ．Ｃ．Ｃｙｌｉｎｄｅｒｓｉｌｏｓ．ＳｐｅｃＳｔｒｕｃｔ199411（4）：55 （施卫星朱伯龙．钢筋混凝土圆形筒仓地震反应试验研究． 特种结构199411（4）：55） ［12］ ＰａｔｒｉｃｋＸＷ Ｚ．Ｆｌｅｘｕｒａｌｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｄｅｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｉｂｅｒｒｅｉｎ- ｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｓ．ＪＣｏｍｐｏｓＣｏｎｓｔｒ 20037（4）：275 ［13］ ＮａａｍａｎＡＥＪｅｏｎｇＳＭ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｓ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｗｉｔｈＦＲＰｔｅｎｄｏｎｓ∥ＴａｅｒｗｅＬ．Ｎｏｎ-ｍｅｔａｌｌｉｃ（ＦＲＰ） ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅｓＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｅ＆ＦＮＳｐｏｏｎ 1995：379 ［14］ ＹａｎｇＬＣａｎｇＹＰＺｈｏｕＸＹｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｈａ- ｋｉｎｇｔａｂｌｅｔｅｓｔａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｎｆｒｉｃｔｉｏｎｐｅｎｄｕｌｕｍｉｓｏ- ｌａｔｅｄｓｙｓｔｅｍ．ＪＢｕｉｌｄＳｔｒｕｃｔ200829（4）：66 （杨林常永平周锡元等．ＦＰＳ隔震体系振动台实验与有限 元模型对比分析．建筑结构学报200829（4）：66） ·1653·