基于IDA的阀厅结构地震易损性分析

尽管近年来大型换流站阀厅结构越建越多,但是对阀厅结构的易损性研究仍十分缺乏。考虑到大型换流站阀厅结构在电力系统中的重要性,对这类结构易损性开展深入地研究是十分必要的。在数值模型正确性得到验证基础上,对阀厅结构开展在不同类型地震动作用下的增量动力分析(IDA),基于增量动力分析结果建立阀厅结构处于不同破坏状态的地震易损性曲线。研究结果表明当地震动峰值加速度小于0.5g时,阀厅结构刚度降幅比较缓慢,而随着峰值加速度增大,其刚度降幅逐渐增快。由地震易损性曲线可知,在罕遇地震作用下阀厅结构处于不同破坏状态的超越概率均小于5%,该阀厅结构抗震设计满足要求并具有较大安全储备。     

在运换流站阀厅防火封堵系统加强技术研究

为提升在运换流站阀厅防火封堵系统的安全性能,根据现有规范规定以及换流变压器放电试验数据,研究了封堵结构抗爆设防目标的合理取值,并且提出了在运换流站阀厅防火封堵系统的防火与抗爆加强方案。针对典型在运换流站,利用LS-DYNA有限元动力分析软件,分析了加强后的封堵结构在不同爆炸工况下的动力响应过程。研究结果表明,提出的封堵加强方案能有效满足抗爆设防目标的要求,建立的抗爆分析数值模型可以指导换流站阀厅防火封堵结构设计。     

装配式框架-嵌入式防火墙阀厅结构抗震性能研究

采用SAP2000软件建立换流站阀厅整体结构模型,包含纯框架模型、等效重量框架模型、框架-装配式防火墙模型、框架-剪力墙模型。对四种整体模型分别进行了模态分析、反应谱分析和地震动时程分析,通过对比不同模型之间的动力响应,探讨了装配式框架-嵌入式防火墙阀厅结构的动力特征和嵌入式防火墙对结构刚度的影响。     

特高压换流站低端阀厅隔震设计及地震响应分析

低端阀厅作为换流站最为重要的建筑结构之一,具有跨度大,结构复杂,抗震性能要求高等特点。以新松换流站低端阀厅为研究对象,首先结合现场动力测试数据研究了低端阀厅抗震薄弱环节,然后对低端阀厅进行了隔震层设计,最后开展了Ⅸ度设防和罕遇地震下低端阀厅结构的动力响应计算,对比分析了隔震前后低端阀厅关键部位的加速度、位移及基底剪力响应。结果显示:低端阀厅动力特性测试和原结构的模态分析结果较为一致,而采用隔震设计的低端阀厅基频从2.7Hz降到0.6Hz,基本避开了地震卓越周期。基础隔震能使结构的水平加速度和基底剪力大幅度减小,结构变形主要集中在隔震层,低端阀厅自身变形很小,隔震效果在70%左右,显著提高了低端阀厅的抗震性能。     

带悬吊阀体的大型换流站阀厅结构地震反应分析

以大型换流站阀厅实际工程为背景,利用ABAQUS软件对悬挂阀前后的阀厅结构进行多遇地震作用下的非线性动力时程分析,研究悬吊设备自身以及阀厅结构在地震作用下的响应,探讨悬吊设备重量变化对阀厅结构的影响。分析表明阀厅结构扭转明显,但悬吊阀的重量的增大对阀厅结构影响不大。在水平地震作用下,悬吊阀对阀厅的影响较小;而竖向地震作用下,悬吊阀与阀厅的相互作用显著,阀体的加速度响应达到地震动输入峰值的5倍,屋架跨中上弦挂阀前后位移峰值相差达25%,阀厅结构设计中,应该考虑竖向地震作用下悬挂阀-阀体结构相互作用。     

±800kV阀厅结构抗震设计研究

对悬吊有质量为8 t阀塔的±800 kV钢-混凝土组合阀厅结构进行了地震作用下动力时程分析。采用ANSYS有限元通用软件,建立了钢-钢筋混凝土框架剪力墙阀厅结构的有限元模型和钢-钢筋混凝土剪力墙阀厅结构有限元模型;对挂阀前后框架剪力墙阀厅结构在4种地震波作用下进行动力时程分析和比较;对2种挂阀后阀厅结构在恒载和活载作用下、纵向水平拟静力地震作用和横向水平拟静力作用下进行静力分析等,并给出关键构件的内力值。在以上研究的基础上,探讨了阀厅结构中吊阀的晃动对结构地震响应的影响、构件内力的变化和用反应谱法计算地震作用内力时采用的修正措施等。     

竖向地震对柔性直流换流站大跨度阀厅结构影响分析

柔性直流换流站阀厅常常采用大跨度钢结构,由于阀厅结构的复杂性和重要性,应对其竖向地震响应进行分析。依托厦门柔性直流换流站工程,采用弹性时程分析法对大跨度阀厅结构的竖向地震响应进行计算分析。结果表明,不同于水平地震,竖向地震对阀厅屋盖弦杆及钢柱的轴力影响较大,其对重型屋盖阀厅结构的影响比轻型屋盖阀厅结构更为显著。此外,通过对不同跨度的重型屋盖阀厅钢结构在不同场地类别下的竖向地震响应的试算,推荐该类结构在7度0.15g时竖向地震影响系数可偏安全的取0.08。     

基于隔震改造的大型阀厅结构抗震性能评估

大型换流站阀厅结构是生命线工程的关键建筑,相关研究表明阀厅结构在地震中损坏导致的功能中断将造成重大的经济损失和社会影响。以规范要求的"小震不坏,中震可修,大震不倒"为设防水准进行抗震设计虽可以保证结构强震下的生命安全,但不能满足现代社会对生命工程震后功能可持续的性能要求。隔震技术能降低地震能量输入的同时控制上部结构的损伤,在提高结构性能水平方面已有成功的实例。为提高阀厅结构性能水平,本文对某大型换流站阀厅结构进行隔震设计,采用ETABS、Perform-3D非线性分析软件对隔震前后阀厅结构进行模态分析和弹塑性时程分析,从结构动力特性、结构响应、结构耗能以及构件损伤等方面对比研究了原阀厅结构和隔震阀厅结构的抗震性能。分析结果表明:基底隔震能有效延长结构的自振周期,减小阀厅结构在地震作用下的基底剪力、顶点位移角;隔震支座耗散50%以上地震能量,使上部结构基本保持弹性状态,显著提升结构抗震性能水平。     

±800kV普洱换流站高端阀厅结构设计

普洱换流站高端阀厅采用钢-钢筋混凝土框架剪力墙混合结构,文章重点论述了其结构模态分析、结构布置和节点连接等方面内容。并和全钢结构型式进行技术经济比较,提出了较为合适的±800kV换流站高端阀厅结构型式。     

大容量柔性直流换流站阀厅联合建筑结构选型及优化

大容量柔性直流换流站工艺复杂,布置紧凑。由于阀厅联合建筑体量大且各区域使用功能不用,造成联合建筑不同区域的跨度、层高及荷载差别巨大。厦门柔性直流换流站阀厅联合建筑通过概念设计,合理设置结构缝,使整个建筑各单体结构明晰,受力合理,提高了结构的抗震性能,减小温度应力影响。同时,根据阀厅跨度大、高度高、荷载重的特点,联合建筑阀厅采用综合效益最优的全钢结构,满足规范对结构承载力和位移要求。此外,屋面采用以压型钢板为底模表面浇筑混凝土的组合屋面以利于抗风防水。     

Probabilistic seismic risk assessment of hall buildings in Turkey

Steel space framed hall buildings are dedicated as shelters for people suffering from earthquakes. In general construction, steel space frames are built on reinforced concrete (R/C) frames or wall structures above the bottom side. For this reason, the bottom side has higher rigidity comparing with the upper side. In Turkey, where there is a very high earthquake risk, earthquake‐resistant steel space framed structures is an important issue. In this current research, hall buildings in Turkey, involving two different rigidity parts as R/C and steel, are taken into consideration regarding earthquake effect. In this study, three different hall structures were modeled with different elastic moduli for the analysis part. Nonlinear time history analyses were applied with 25 different earthquake data for performance estimation. After the time history analyses, probabilistic seismic assessment was carried out for the model buildings through fragility analyses. For each model, analysis results were evaluated and compared. As a result, the hall buildings were found to be vulnerable to damage during expected future earthquakes. Moreover, elastic moduli have significant effect on the structural response. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于摩擦摆支座的地铁车站减震控制参数敏感性分析

为研究摩擦摆支座参数对地铁车站结构地震响应的影响,以大开车站为研究对象,建立了三维精细化摩擦摆支座模型,开展了设置摩擦摆支座地铁车站结构的非线性动力时程分析。基于数值模拟结果,研究了摩擦摆支座滑面摩擦系数与滑面等效半径的不同组合对地铁车站结构地震响应的影响。研究发现,滑面摩擦系数与滑面等效半径的改变会明显改变地铁车站结构的地震响应,相比于滑面等效半径,滑面摩擦系数的改变对车站地震响应的影响更大。摩擦系数越小,车站中柱的地震响应越小。车站中柱的弯矩与变形随着摩擦摆支座等效半径的减小而增大,中柱剪力随等效半径的增大呈现出先减小后增大的趋势。     

特高压换流站阀厅新型防火防爆封堵系统研究

为了提升新建特高压换流站阀厅的安全性能，提出了1 种兼顾防火与抗爆的新型封堵系统，在碳氢升温曲线下对5m×5.2 m 封堵系统真型样品进行了耐火试验，建立了封堵结构的抗爆性能数值分析模型，计算了典型爆炸工况下新型封堵结构的动力响应过程。结果表明，新型防火抗爆封堵系统在碳氢升温曲线下耐火极限大于3 h,在设计爆炸荷载作用下处于弹性状态，不影响系统防火性能。     

考虑墙体影响的青城山灵官殿动力特性及地震响应分析

中国西南地区的山地古建筑众多,因其具有柱底不等高约束、抗侧刚度不均匀等结构特征,与平地上古建筑的抗震性能不同.为研究山地古建筑木结构的动力特性和地震响应规律,以青城山灵官殿为研究对象,对结构进行原位动力特性测试,获得其模态参数,并建立无墙体和有墙体数值模型,将有墙体模型的自振频率模拟值与实测值进行对比以验证数值模型的正...     

地铁车站结构非线性地震损伤演化规律分析

将地基土-地铁车站结构体系视为平面应变问题,采用Davidenkov动力本构模型和动塑性损伤模型分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,建立了土-地铁车站非线性动力相互作用的有限元分析模型,分别研究了在中远场地震动和近断层地震动作用下地铁车站结构的塑性损伤行为,得出结构内部损伤场的分布,用损伤指数分别衡量结构局部和整体的损伤程度,并分析了在地铁结构非线性损伤演化规律。结果表明:地铁车站结构的损伤破坏区域主要是中柱的顶部和底部,不同楼层的中柱损伤破坏存在差异,局部和整体损伤指数时程变化规律一致,在变形累积效应下表现出非减特性。