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自立式钢烟囱法兰螺栓连接节点风致疲劳研究

曹宝雅 杨冰沂 李爱群 邓扬 丁幼亮

曹宝雅, 杨冰沂, 李爱群, 邓扬, 丁幼亮. 自立式钢烟囱法兰螺栓连接节点风致疲劳研究[J]. 工业建筑, 2025, 55(1): 75-85. doi: 10.3724/j.gyjzG24071501
引用本文: 曹宝雅, 杨冰沂, 李爱群, 邓扬, 丁幼亮. 自立式钢烟囱法兰螺栓连接节点风致疲劳研究[J]. 工业建筑, 2025, 55(1): 75-85. doi: 10.3724/j.gyjzG24071501
CAO Baoya, YANG Bingyi, LI Aiqun, DENG Yang, DING Youliang. Wind-Induced Fatigue Study of Bolted Flange Joints of Self-Standing Steel Chimneys[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2025, 55(1): 75-85. doi: 10.3724/j.gyjzG24071501
Citation: CAO Baoya, YANG Bingyi, LI Aiqun, DENG Yang, DING Youliang. Wind-Induced Fatigue Study of Bolted Flange Joints of Self-Standing Steel Chimneys[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2025, 55(1): 75-85. doi: 10.3724/j.gyjzG24071501

自立式钢烟囱法兰螺栓连接节点风致疲劳研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24071501
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(52108108, 52278290, 52378288)

北京建筑大学基本科研业务费项目(X24024)。

北京建筑大学金字塔人才工程培养计划项目(JDYC20220809)

详细信息
    作者简介:

    曹宝雅,博士,院聘副研究员,从事钢结构疲劳研究,caobaoya@bucea.edu.cn。

    通讯作者:

    李爱群,教授,liaiqun@bucea.edu.cn。

Wind-Induced Fatigue Study of Bolted Flange Joints of Self-Standing Steel Chimneys

  • 摘要: 高耸钢结构烟囱常采用法兰盘螺栓节点进行连接,在风荷载作用下易出现疲劳裂纹。首先基于ABAQUS建立了某80 m自立式钢烟囱梁-实体多尺度有限元模型;通过MATLAB模拟风场,基于雨流计数法及Miner累积损伤准则计算了螺栓的疲劳寿命;讨论了螺栓预紧力对疲劳寿命的影响,拟合了螺栓预紧力与疲劳寿命的关系曲线;对比分析了不同强度台风作用下的法兰盘螺栓节点疲劳寿命;设计安装调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD),并进行了TLD减振对钢烟囱疲劳寿命的影响分析。研究结果表明:在风荷载作用下,该工程钢烟囱变截面螺栓节点寿命最低,底部螺栓节点寿命次低;法兰盘螺栓连接节点疲劳寿命随螺栓预紧力的降低而显著降低,当预紧力损失40%时,良态风下变截面处螺栓疲劳寿命将低于设计使用寿命50年;TLD减振设计安装了6层共48个圆形水箱,可有效延长螺栓疲劳寿命,在普通台风作用下,安装TLD后钢烟囱变截面处螺栓节点疲劳寿命可从32年延长至54年,台风作用下螺栓预紧力出现不同程度损失时,安装TLD可使螺栓的疲劳寿命增加50%左右。
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  • 收稿日期:  2024-07-15
  • 网络出版日期:  2025-03-28

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