带钢桁架转换层框架-剪力墙结构抗震性能研究

通过对一栋1:25带钢桁架转换层框架-剪力墙结构模型振动台试验和有限元理论计算分析,研究了模型结构的动力特性、弹性和弹塑性地震反应及其破坏形式.结果表明,随输入地震波加速度峰值的提高,模型裂缝逐渐发展,但在试验过程中未出现破坏性裂缝;本工程人工波引起结构地震响应最强烈,其次是El Centro波和场地波;钢桁架转换层及其上部结构层层间位移角有突变,为结构的薄弱层.钢桁架转换结构形式可以满足结构抗震要求,结构整体抗震性能良好,能够满足6度抗震区抗震设防要求.     

大跨复杂屋面组合结构协同工作动力性能研究

以甘肃省庆阳体育馆工程为背景,利用大型有限元分析软件ANSYS对有、无下部结构的复杂空间网壳进行了动力特性分析;对整体结构在三维EL-Centro波作用下进行了动力时程分析;同时考虑不同阻尼比和地震波对整体结构抗震性能的影响.结果表明,考虑下部结构作用时,屋盖结构的位移显著增大,部分节点位移增幅达50%,因此,实际工程设计时应充分考虑整体协同工作对大跨复杂空间结构整体性能的影响.     

HGIS配电装置紧凑型布置方案雷电过电压研究

针对国家电网典型设计方案220-B-1中进出线及母联间隔采用GIS的220kV HGIS变电站,通过选用紧凑型HGIS设备、采用HGIS设备双列布置、增减巡检通道设置、采用进出线构架与母线构架联合构架、压缩管母及出线间隔之间的距离等措施进行了尺寸优化。使用ATP-EMTP搭建电磁暂态模型,对优化设计后的220kV变电站雷电入侵下的设备过电压水平进行仿真分析。仿真结果表明,文中采用的优化设计方案,能够满足雷击变电站条件下站内各重要设备的绝缘要求,具有较好的技术性和经济性。     

弹性时程分析中地震波选取的一种实用方法

地震波的选取是弹性时程分析的重点与难点。由于地震波的不确定性与离散性,对特定结构选取满足《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１-２０１０）要求的地震波通常需要经过繁琐的试算过程。根据海口市某超限高层结构设计实例的弹性动力时程分析结果,提出一种基于ＳｅｉｓｍｏＳｉｇｎａｌ计算反应谱,以主要周期点控制筛选地震波容差、以底部剪力条件满足规范要求的选波方法。计算结果表明,该方法可提高选波的针对性和有效性,进而提升地震波选波效率。     

山西稷王山砖塔地震动力响应及损伤分析

采用数值分析方法对山西稷王山古塔在不同地震作用下的破坏形态及损伤进行计算分析,为古塔的抗震加固提供依据,采用塑性损伤本构计算模型描述地震作用下砌体结构的损伤失效,给出古塔在不同调幅系数地震波作用下的位移形态,获得层间位移、加速度放大系数等地震响应数值,讨论了地震引起的损伤分布规律.结果 表明,稷王山古塔整体刚度分布均匀...     

大型集装箱起重机的抗震性能分析

根据在地震载荷作用下大型岸边集装箱起重机出现的损坏形式,以我国第1台带有抗地震装置的岸边集装箱起重机为模型,建立带有抗震装置的岸边集装箱起重机的ANSYS有限元模型.采用委托方提供的地震波,计算起重机在抗震装置开启或者关闭的不同状态下的地震波弹性时程响应,分析起重机在地震过程中的跳轨现象以及抗震装置对起重机轮压稳定性的影响.依照相似理论对试验模型进行设计分析,得到试验模型外形尺寸、结构质量分布、刚度以及加速度的理论相似关系.并通过原型和试验模型的ANSYS有限元计算保证模型设计的正确性.最后,通过起重机相似模型的地震试验数据对起重机抗震装置的设计和性能进行了验证.为今后更多的大型港口设备的抗震设计、计算和分析提供了一条崭新的思路.     

一种篦齿封严结构声固耦合共振分析的工程方法

提出一种判定篦齿封严装置是否存在声固耦合共振问题的工程方法.对各参数进行无量纲处理,借助ANSYS软件分析篦齿封严组件振动的特性,获得结构无量纲频率和振型;利用双控制体气动模型计算得到篦齿封严腔内气体声频;根据相关判定准则分析结构是否存在声固耦合共振.结果表明此方法可以较好地预估声固耦合共振的发生.静子件在6周波处声固耦合裕度为18.1%,低于准则标准,将发生声固耦合共振;声频与转动件前行波在1周波处易发生声固耦合共振,与转动件后行波在3周波处易发生声固耦合共振.     

钢管混凝土框架结构抗震性能

为了解钢管混凝土框架结构抗震性能,推广在地震区的应用,进行了八层钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型振动台试验和有限元模拟分析,研究了结构在El-Centro波、天津波(N-S)和武汉人工地震波激励下的最大地震作用、层间剪力、应变和位移反应.试验结果与数值模拟结果符合较好,结构位移受低阶振型影响较大,结构变形呈弯剪型,随着地震波峰值加速度增大,高阶振型主导作用加强.研究表明,钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能,ANSYS8.1可以较好地模拟钢管混凝土框架结构地震反应.     

层状介质瑞利面波的波形模拟研究

对地质模型进行瑞利面波正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体瑞利面波记录特征。在瑞利面波资料解释过程中,对地质模型的正演计算可以对解释结果进行验证,并能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性。本文首先根据地震波叠加原理,模拟计算3种常见速度结构地层条件下的瑞利面波波形记录;然后分析讨论了不同速度和厚度结构地层的高阶和基阶面波的能量分布和面波波形记录特征,研究结果证明由于地层速度和厚度结构的差异,各阶模态面波的能量分布不同,形成特征不同的波形记录。模拟面波波形能够帮助判断地层速度特征、指导野外施工参数设计等工作。在面波勘探工作中,具有重要的实用价值。     

正弦阶梯波的频谱分析

本文对正弦阶梯波进行了频谱分析,为合成数字正弦波提供了一定的数值依据。     

750 kV变电架构隔震性能的有限元分析

针对750 kV变电架构在地震中易损性问题。基于ANSYS有限元软件,分别建立了750kV构架隔震前后的有限元模型,输入地震波进行动力时程响应分析。结果表明,采用合适的隔震支座后电力架构基频降低,顶端位移响应、杆件应力以及倾覆力矩较隔震前都有不同程度的减小,验证了隔震系统的有效性。     

装配式轻钢框架-轻钢桁架结构振动台试验研究

为研究装配式轻钢框架-轻钢桁架结构的抗震性能及桁架式"L"形柱的震坏机理,进行了一座两层房屋的足尺模型振动台试验.对模型进行42个工况的地震波输入,运用模态分析理论识别了模型结构的动力特性,分析了加速度响应、位移响应和应变响应的变化规律.研究表明:在地震波加速度峰值从0.07g逐渐增大到0.9g的过程中,结构自振频率逐步下降;加速度放大系数逐渐降低;最大层间位移出现在首层,在8度基本地震动和8度罕遇地震动时的最大层间位移角分别为1/268和1/164,低于多层钢结构的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值;结构能满足"两阶段、三水准"的抗震设防要求.模型中的桁架式"L"形柱在8度基本地震动时处于弹性状态,在8度罕遇地震动时有部分桁架节点处焊缝开裂并进入塑性状态,在9度罕遇地震动时结构塑性变形加大但仍有一定安全储备,在9度极罕遇地震动时刚度严重退化.结构在经历了渐进的塑性变形过程后,仍保持一定的承载能力,具有较好的延性,可在高设防烈度地区应用.     

±800 kV换流站复合绝缘子互连回路地震响应分析

复合电气设备的力学性能优于陶瓷电气设备,在变电站、换流站具有广阔的应用前景。为研究±800 kV复合绝缘子设备的地震响应,进一步发挥其抗震潜能,提高设备的抗震水平,以±800 kV换流站复合材料支柱绝缘子连接回路为研究对象,运用结构动力学理论分析手段,通过建立两自由度互连电气设备理论模型和动力学方程,研究地震作用下复合材料电气设备间的地震反应规律,分析连接导线刚度和设备刚度对互连设备抗震性能的影响。结果表明：随着连接导线刚度的增大,高频设备的位移变化幅度略大于低频设备,导线刚度越大,两设备之间的地震反应差别越大;在电气功能允许的前提下,适当增加导线的冗余度有利于提高设备的抗震性能。互连回路中一个设备刚度增大后,将引起刚度不变的设备的地震响应增大,回路抗震设计时尽可能使频率接近的两设备互连,降低设备间的地震耦合效应。研究提出了针对复合材料电气设备连接回路抗震设计时设备间频率匹配及导线设计原则,可为设备的抗震设计提供参考。     

基于快速多极间接边界元法的地震超材料隔震效应研究

本文将快速多极间接边界元法 (FMIBEM) 应用至地震超材料对地震波的散射模拟,并提出一种周期性隔震材料——岩土复合地震超材料 (RSCSM)。在精度验证基础上,对RSCSM的带隙结构及不同单晶胞结构下的隔震效果与带隙范围进行详细的数值分析。结果表明：采用FMIBEM能够有效地处理大型地震超材料对地震波的宽频散射问题；RSCSM能够隔离地震波超低频段隙,方形晶胞结构产生的带隙宽度(0.5-17 Hz与54-72 Hz)涵盖了地震波产生危害的主要频段(0.5-2 Hz),隔震效果可达35%以上；改变RSCSM的单晶胞结构会对地震超材料带隙结构产生重要影响。本文研究为二维地震超材料对地震波散射的模拟提供一种高效方法,研究结论可为地基隔震设计提供部分科学依据。     

博物馆结构隔震前后楼层反应谱及设计谱

为得到博物馆隔震前后的楼层反应谱及设计谱以进行附属结构的防震设计,首先建立了非隔震、隔震两种博物馆结构有限元模型,并通过环境振动测试验证模型的准确性.然后选取了7条罕遇地震波进行时程分析,通过加速度峰值、频谱两参数进行隔震前后的楼层波及其与地震波的差异分析.进而将楼层波作为输入,通过MATLAB程序计算非隔震、隔震结构对应的楼层加速度反应谱,并根据地震抗震设计谱理论拟合用于附属结构设计的楼层设计谱.研究结果表明:有限元模型的动力特性与振动实测结果吻合较好;隔震后楼层加速度峰值较非隔震峰值降低约75%,楼层波卓越频率均与两种结构对应的自振频率相吻合,结构起主控作用;楼层反应谱是地震波与主结构共同作用的结果,反映二者的特性;最后得到了加速度标准化设计谱曲线及数学表达,隔震前、后设计谱划分区段不同,非隔震楼层设计谱有1个平台段,隔震楼层设计谱有2个平台段,设计谱研究成果可用于不同结构内部展陈等附属结构的防震设计.     

钢管混凝土框架-整体装配式填充墙抗震性能

为消除填充墙对框架的不利影响,充分发挥钢管混凝土框架变形能力强、延性好的优势,采用在钢管混凝土框架柱与填充墙间预留缝隙,填充墙与型钢梁间柔性连接的构造措施。为验证该种连接的可靠性,研究钢管混凝土柱框架-整体装配式填充墙的抗震性能及相互作用机理,进行了1个足尺单榀两跨两层框架填充墙模型的低周反复荷载试验。基于试验,分析了填充墙的损伤演化过程、钢管混凝土柱框架和连接件的变形及结构整体的抗震性能。研究表明:钢管混凝土柱框架-整体装配式填充墙滞回曲线饱满,耗能能力强;加载点极限移位角达1/41时,整体结构仍具有稳定的承载力,延性较好;装配式填充墙板-框架间的柔性连接,削弱了框架传递给填充墙板的荷载,延缓和减轻了整体装配式填充墙板损伤;填充墙板与装配式钢框架整体连接可靠,发挥了框架变形能力强、延性好的优势;整体结构后期承载能力稳定,具有良好的抗震性能和安全储备。     

塔架结构模态特征及地震时程分析

利用有限元软件ANSYS,以密平线改建工程中的一个塔架为研究对象,建立了空间有限元模型,对其进行模态分析得到前10阶自振频率和振型,并分析振型特点,然后采用时程分析法研究输电塔在3种不同地震波作用下的地震响应.分析结果表明,地震作用下铁塔支座反力和反弯矩较静荷载作用下有大幅增长,并且不同类型地震波的加速度响应幅值差别很大,说明弄清楚建筑结构所处场地的类别是设计的关键因素,设计时地震作用对基础的影响不可忽略;塔头控制结点位移符合抗震规范的要求,为进一步控制研究提供了理论基础.     

桩墩配筋率比对桥梁结构塑性区长度的影响

采用弹塑性纤维单元模型对某连续梁桥桥墩及桩基进行了考虑桩一土动力相互作用的非线性地震反应分析,分析了不同类型地震波作用下桥墩及桩基的动力响应,重点研究了不同桩墩配筋率比对结构塑性区开展程度及动力响应的影响。结果表明：随着桩墩配筋率比的改变,桥墩和桩基的反应塑性率呈现出不同的变化趋势,桩墩配筋率比的大小对桥梁结构的塑性区开展有显著影响;桥墩的配筋率大小不仅对桥墩塑性区开展有显著影响,而且对桩基的影响较大;不同类型的地震波对群桩基础桥墩结构的动力响应影响不同,长周期地震波对结构的影响最大,内陆直下型地震波次之,板块边界型地震波最小。     

小水池中水下爆炸地震波测试与分析

水下爆炸引起的振动会波及附近建筑物,是爆破安全必须考虑的问题。采用UBOX-5016型爆破震动记录仪对某一小水池中炸药爆炸产生的振动效应进行了测试和分析,并对所测波形进行频谱分析,得到该水下爆炸地震波的主震频率在12~60Hz,大于建（构）筑物的固有频率（几赫兹至十几赫兹）,当建（构）筑物固有频率同爆破振动频率接近时,将会产生共振效应,较小的振动也会产生较大的破坏,因此,测试过程不会对火工楼造成太大的影响。研究结果对类似的新建实验室及相关工程实践具有较大的参考价值。     

地震激励下SRC框架-RC核心筒混合结构损伤模型

基于前期对往复荷载作用下SRC框架-RC核心筒混合结构中各构件关于主要设计参数敏感度分析和损伤模型的研究成果,提出了以基本自振周期作为自变量的损伤表征函数,并借助结构设计分析软件SAP2000对30层混合结构进行弹塑性动力分析,采用"预定损伤法"揭示了损伤楼层(数量、位置及程度)、高宽比、刚度特征值等因素与整体结构地震损伤之间的关系,最终建立了SRC框架-RC核心筒混合结构的多因素地震损伤模型.研究将增强对SRC框架-RC核心筒混合结构抗震性能研究的系统性.