某地下变电站结构设计

地下变电站属于单建式地下建筑,按规范宜采用空间结构分析计算模型并采用土层时程分析法计算。本工程采用土层时程分析法进行地震作用计算,并将所得计算结果与反应谱法进行对比分析;由于电气设备布置的要求,各层楼板均开有较大的洞口,本工程采用增加布置剪力墙的方式,并采用三维有限元计算模型进行整体计算,提出相关问题的处理方法,为今后类似项目提供了参考资料。     

某连续梁地震响应分析

选择某连续梁,采用有限元软件建立相应模型,并选择汶川地震波作为荷载进行加载计算。作者分析了该连续梁跨中点的应力、挠度时程响应及根部的应力时程响应;采用功率谱密度函数分析了地震波频域特性,根据功率谱密度函数频域特性分析,重新计算了模型在固有频率接近地震功率谱密度峰值处情况下的响应。     

徐州某建筑结构的动力特性及地震反应分析

本文运用有限元分析软件对一高层建筑进行结构动力特性分析,建立高层建筑结构的三维计算模型,计算了该建筑物的固有特性;并采用时程分析法进行了地震反应分析,分别计算了四种地震波作用下顶层水平位移的时程曲线、水平位移沿楼高的分布曲线以及顶层加速度的时程曲线。计算结果表明,利用ANSYS软件建立三维模型,能较好的进行结构的抗震分析,并且为抗震设计人员提供可靠的依据。     

特高压直流输电用三塔联体式直流电容器装置结构抗震性能分析

应用通用有限元程序ANSYS建立了某特高压多塔联体电容器结构体系的有限元计算模型,分别采用振型分解反应谱法及动力时程分析法计算结构地震响应,时程分析采用美国Hector Mine地震(NGA1828)、土耳其Kocaeli地震(NGA1175)和台湾集集地震(NGA2711)作为地震动输入,对比讨论了不同计算方法结果的差异。重点分析了塔顶连接构件的受力特点及设计关键。     

霍尔果斯文体中心复杂连体网架计算分析

霍尔果斯文体中心文化馆屋盖采用钢网架结构,网架右侧为大悬挑结构,左侧为复杂的扭转体型网架并支撑在科技馆混凝土边柱及边梁上,形成复杂的连体网架。采用有限元分析软件建立整体模型及独立的网架模型进行对比计算,分析了两种模型的动力性能;采用时程分析法对比两种模型在地震作用下支座位移的差异;最后进行了整体模型罕遇地震下弹塑性时程分析。得到整体模型的振动周期较长且支座位移较大,确定了罕遇地震下支座处的位移量,并用于指导滑动支座的设计。     

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

大跨度斜拉桥的地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为背景,利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了计算仿真模型,采用分块Lanczos法得到了该斜拉桥结构的自振特性。在频域地震作用下,分别采用反应谱法和动力时程分析法对该斜拉桥在纵+竖向、横+竖向、纵+横+竖向激励作用下的地震响应进行了对比分析。分析结果表明:纵向地震激励对结构响应影响较为明显;由反应谱法计算得出的结果较动力时程分析法偏大,在弹性阶段反应谱分析结果是比较保守安全的。     

时程分析的应用

时程分析法是模拟实际地震作用的方法,是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法,是结构设计的一种辅助计算方法;弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法,是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析,可以了解各种地震作用下结构的振动特性,判断结构薄弱部位,控制结构破坏模式。在工程设计中时程分析有实际意义,结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。     

考虑基础刚度的某步行天桥结构抗震分析北大核心

以某超长大型步行天桥的抗震分析为例,在上部结构分析中引入了地基基础刚度。采用弹性时程和弹塑性时程等方法分析比较了固定约束、线性弹簧约束、非线性弹簧约束等不同模型在地震下的响应。计算表明引入基础刚度后,上部结构的动力特性发生变化,柱分担的地震剪力比例上升,墙的比例下降。在大震弹塑性时程分析中,基础的非线性变形起到了耗能作用,削弱了上部结构的地震响应。     

中海油能源开发研究院项目超限结构设计与分析

中海油能源开发研究院项目为弱连接四塔连体结构,存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、竖向抗侧力构件不连续、大跨连体多项超限。介绍了设计中所采取的针对超限的计算及构造措施;采用两个不同力学模型的空间分析程序进行多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震下的对比计算分析,详细对比了单塔模型和四塔连体整体模型的计算结果;大跨连接体两端均采用弹性滑动支座与主体结构相连,以减小地震作用下连接体刚度与质量对主体结构的影响;采用罕遇地震时程分析校核以多遇地震为基础计算的罕遇地震等效支座位移,进行支座设计;同时针对结构中不同的薄弱部位做了相应的局部分析,采取了对应的补强措施。     

吉林滑冰馆预应力双层悬索屋盖

吉林滑冰馆屋盖采用预应力双层悬索结构。本文介绍这种新型结构的形式和主要构造,介绍预应力双层索系的静力和动力计算方法以及模型试验结果,并提供主要的设计计算数据。     

广州新白云国际机场航站楼结构分析的关键问题

本文介绍了广州新白云国际机场航站楼结构分析的四个关键技术问题,并对前三个关键技术问题进行了非线性有限元分析。四个关键问题是:主楼结构整体稳定性、连接楼结构整体稳定性、膜张拉对结构的影响以及梭形钢格构柱稳定极限承载力的确定。有限元分析结果表明,主楼三角形桁架屋盖的侧向稳定性较低,需加强屋面压型钢板的抗剪刚度以提高其稳定承载力。应用本文提出的膜简化计算模型有效地分析了刚性骨架支撑的张拉膜结构,本文同时对钢桁架下弦端部实心棒节点进行了弹塑性分析。     

管棚受力和变形的分析预测方法及工程应用

采用管棚预先对浅埋软弱围岩进行支护时,对管棚力学响应的精确预测是保证管棚结构设计合理性的重要依据.在管棚的弹性地基梁分析模型基础上,考虑掌子面失稳段对管棚约束的弱化,建立基于Pasternak弹性地基梁理论的管棚分析模型来预测预支护段开挖时管棚的受力和变形.利用Euler-Bernoulli梁的控制方程以及Paster...     

复采采场再生顶板结构及支架载荷确定

为确定复采采场支架的合理承载,通过理论计算、现场观测和顶板结构探测得到了复采再生顶板的结构分带特征,建立了再生顶板结构模型;基于该结构模型,结合现场观测和相似材料模拟实验,构建了下分层回采"支架–再生顶板"结构力学模型,应用该力学模型推导了支架载荷表达式,并进行了实例计算和现场验证。结果表明,再生顶板结构可分为"四带",即胶结再生带、弱胶结压实带、裂隙带和弯曲下沉带;再生顶板下回采下分层时,支架承载岩体可分为"两区",即完全承载区(A区)和部分承载区(B区);应用所推导的支架载荷表达式进行了实例计算,计算结果得到了现场支架载荷监测数据的验证。     

单层网壳顶盖与下部罐体的协同工作性能研究

单层网壳结构已被应用于大型储液罐的顶盖结构中,而目前在此类顶盖的分析设计中,往往忽略下部罐体与上部网壳顶盖间的协同工作性能。考虑到下部罐体,利用通用有限元程序模拟上下部的径向连接刚度,分析网壳顶盖的整体稳定性能;并基于附加质量法,建立储液罐抗震简化分析的附加质量模型,研究下部罐体、径向连接刚度等因素对网壳顶盖动力性能的影响。结果表明,上下部协同工作性能对网壳顶盖的稳定性、动力性能影响较大,在结构分析设计中,应综合考虑。     

北京大学体育馆钢屋盖预应力桁架壳体结构分析的几个关键问题

本文介绍了2008年奥运会乒乓球比赛馆———北京大学体育馆预应力桁架壳体钢屋盖结构分析的三个关键问题:初始态预应力度的确定、地震作用下屋盖的地震响应分析以及屋盖的极限承载力分析。所有问题均采用非线性有限元分析,其中屋盖的极限承载力采用弹塑性非线性有限元进行分析,同时考虑了几何非线性和滑动支座滑动引起的支承条件的非线性变化。分析结果表明,预应力拉索和滑动支座的积极应用,使屋盖结构成为自平衡体系,提高了屋盖结构的效率,减小了下部支承结构的设计难度;屋盖的极限承载力取决于支座立柱、中央刚性环和屋盖支撑的强度和刚度。     

Reliability analysis of roof sheathing panels exposed to a hurricane wind

Light-frame wood roofs are frequently used in the US for residential and commercial construction. High wind events, such as hurricanes, may cause severe damage to these structures by breaking the roof envelope and allowing penetration of wind-driven rain. Most previous wood panel reliability studies have used static, uniform wind pressure load models and code-specified load distribution rules for analysis. This study re-estimates the reliability of roof sheathing panels exposed to a specific hurricane event using actual wind pressure data and a more refined structural analysis model. The objective is to examine the adequacy of the simplified wind load and structural analysis models used for roof panel reliability analysis. In the procedure here, panel failure behavior is modeled by individual fastener extraction from the panel as dynamic wind pressure is increased. For reliability analysis, the limit state is based on panel pull-off. The results show that the use of a refined model provides some significant differences in panel reliability found from simplified techniques.     

深圳大运中心体育馆整体钢屋盖模型试验研究

深圳大运中心体育馆整体钢屋盖由周边的单层折面网壳与中央圆顶构成。为了了解这一结构体系的受力特点,揭示结构的薄弱环节和破坏模式,验证有限元分析的建模策略,开展了1∶10缩尺的模型试验研究。介绍了该结构的受力特点、试验方案设计和理论分析假定,将试验结果与理论分析结果进行了对比,并对试验过程中的现象进行了深入分析。研究结果表明:结构在设计荷载工况组合下的响应基本保持线弹性,位移和内力实测值与计算值吻合较好;竖向荷载作用下,穹顶作用对单层折面网壳和中央圆顶的受力特性都有较为显著的影响。极限阶段的加载试验表明,环向拉杆对整体结构的受力起到较为重要的作用,而一根环向拉杆的断裂将致使传力路径的改变,从而导致较为不利的破坏现象。     

Wind effects on a long-span beam string roof structure: Wind tunnel test, field measurement and numerical analysis

The Guangzhou International Convention & Exhibition Center (GICEC) with roof dimensions of 210 m wide and 457 m long is the largest exhibition center in Asia and the 2nd largest of this kind in the world. This paper presents results from a combined study of wind tunnel test, full-scale measurement, and numerical analysis of wind effects on the long-span beam string roof structure. In the wind tunnel test, wind-induced pressures including mean and fluctuating components were measured from the roof of a 1:300 scale GICEC model under suburban boundary layer wind flow configuration. The Proper Orthogonal Decomposition (POD) method and the quasi-steady approach as well as probability analysis were adopted to estimate the characteristics of the fluctuating wind pressures on the roof. On the other hand, full-scale measurements of wind actions and wind-induced structural responses of the roof were conducted during the passage of Typhoon Nuri. The field data such as wind speed, wind direction, and acceleration responses, etc., were continuously and simultaneously monitored from a wind and structural response monitoring system installed on the roof structure during the typhoon. Detailed analysis of the field data was performed to investigate the characteristics of the typhoon-generated wind and the wind-induced vibration of the long-span roof structure under typhoon condition. The dynamic characteristics of the roof were determined from the field measurements and comparisons with those calculated from the finite element model (FEM) of the structure were made. The damping ratios of the roof structure were estimated by means of the random decrement method and the amplitude-dependent damping characteristics were presented and discussed. Finally, the full-scale measurements were compared with the model test results to examine the accuracy of the wind tunnel test results and to identify possible modelling errors in the numerical study. The results presented in this paper are expected to be of considerable interest and of use to researchers and professionals involved in designing long-span roof structures.