考虑弹性边界条件曲梁模型的覆冰输电线舞动

基于传统索单元理论的覆冰输电线舞动模型不能考虑平动和扭转的耦合作用以及扭转非线性。考虑绝缘子串和相邻跨度的刚度的影响,基于曲梁理论,根据Hamilton原理和Galerkin方法推导了考虑边界条件的三自由度舞动模型。采用Mathematica编制了曲梁理论模型和索理论模型程序分别对覆冰输电线舞动方程进行求解。算例分析表明,考虑边界条件的三自由度舞动曲梁理论模型与实测结果吻合较好,与索理论模型相比更优越。随着边界弹簧刚度的增大,竖向位移和侧向位移幅值随之增大,扭转位移幅值相应减小;发生舞动的下临界风速和上临界风速都在增大,舞动范围变小。弹性边界对副法向和扭转向模态影响较小,对轴向、竖向模态影响显著。     

重冰区输电塔–线体系导线断线分析

断线事故会引起整个输电系统的振荡,甚至导致输电塔倒塌及产生火灾等次生灾害。考虑输电塔、导线、绝缘子等的非线性特性,建立了输电线路塔–线体系的断线耦合振动分析有限元模型。以向家坝—上海±800kV特高压直流输电线路为例,进行了断线工况振动非线性时程分析,分析了断线冲击荷载引起的导线跳跃、最大水平张力、绝缘子悬挂处和直线塔支座节点处的反力等。分析表明,断线的冲击荷载将对导线和输电塔均产生较大的动力放大效应,风荷载将加剧断线引起的振动。     

高层建筑基础设计智能决策支持系统研究

高层建筑基础设计是一个复杂的系统工程 ,涉及因素众多。论文借助于专家系统、神经网络、决策支持系统等理论 ,利用面向对象的编程技术建立了一个能够辅助工程设计人员进行高层建筑基础选型及设计的智能决策支持系统TBFIDSS。该系统由高层建筑基础选型专家系统、基础设计决策支持系统、以及人工神经元网络推理等模块组成     

进入21世纪的重庆桥梁建设及风工程研究

简要介绍了重庆市长江大桥的建设情况,并以重庆菜园坝长江大桥为例,介绍大跨度拱桥的抗风性能的相关研究工作。从主拱节段模型静力三分力试验,节段三分力计算流体力学模拟,两榀拱肋的干扰效应,全桥成桥状态和施工状态全桥气动弹性模型的设计和风洞试验,拱桥的涡激共振,拱桥三维随机风场的模拟等方面说明研究的方法和结果。     

单层球面网壳选型优化设计

采用改进的自适应遗传算法来解决单层球面网壳结构构件截面优化问题,并采用VC 语言编写了相应的自适应遗传算法和有限元计算程序,可以实现单层球面网壳结构的自动优化设计。设计了不同类型、跨度和矢跨比的网壳优化算例;并通过对按照现行相关规范优化设计的单层球面网壳和符合现行相关规范要求但未经优化设计的单层球面网壳用ANSYS软件进行考虑几何非线性的屈曲分析,分别确定其屈曲荷载与设计荷载之比,以比较它们的受力和安全性能。结果表明采用自适应遗传算法进行离散变量的网壳结构截面优化设计容易收敛,优化效果良好。如果综合考虑经济和安全因素,设计网壳时,其矢跨比取1/6~1/5比较合适。     

±800kV直流双柱悬索拉线塔塔线体系风振响应的风洞试验研究

哈密—郑州±800 k V直流输电线路中大量采用双柱悬索拉线塔,双柱悬索拉线塔由双立柱支撑结构及拉线悬索系统所组成,在概念和设计上均较为简洁,主要受风荷载控制。为研究其风致振动动力响应特点,制作并进行了气动弹性单塔模型和塔线体系模型的风洞试验,测定了在紊流风场中的风振响应,揭示了此类输电塔的荷载传递机制。研究结果表明:在紊流风场中,结构的顺风向和横风向响应处于同一数量级;随风速增加,背风侧拉线趋向松弛,背风侧立柱受压减小;迎风侧拉线张紧,迎风侧立柱受压增大,因而在设计时,需考虑拉线断线和受压立柱动力失稳问题。     

大跨度钢拱桥的仿真与模态分析

根据大跨度钢箱拱桥的特点,介绍了用大型有限元软件ANSYS进行大跨度桁架拱桥全桥运营状态及施工态模态分析的基本方法,分析了钢箱拱桥在预应力及重力作用下,大变形对结构模态的影响.同时,也对鱼骨式模型与实桥模型的模态进行了比较,所得结果可供大跨度钢拱桥的抗震抗风设计应用.     

下击暴流移动增大效应及带协同流壁面射流模拟方法

目前对移动型下击暴流的研究主要基于冲击射流模型,但研究中通常考虑的平移速度较低且缩尺比较小。为此,通过风洞试验与数值模拟方法,研究移动冲击射流风场中平移速度对出流段平均风场的影响,得到了平移速度对下击暴流出流段最大风速增大效应的经验表达式。同时考虑到采用壁面射流方法能够得到较大尺度的下击暴流出流段风场,但并未考虑下击暴流移动增大效应。因此,改进了壁面射流模型,通过协同流模拟下击暴流雷暴云平动。采用数值模拟方法研究了协同流对壁面射流平均风剖面特征长度以及特征速度的影响,得到了协同流速度对壁面射流最大风速增大效应的经验表达式。结果表明：随着平移速度的增大,冲击射流出流段的最大平均速度的增幅可达13.3%以上,并且最大风速产生的位置更靠近壁面;在壁面射流方法中引入协同流,能够有效地模拟移动增大效应,通过建立协同增大效应与平移增大效应的对应关系,可较为准确地采用壁面射流方法得到下击暴流任意水平移动速度下的最大平均风剖面。     

基于结点6自由度的输电线舞动有限元分析

传统的输电线3自由度舞动分析模型无法考虑扭转与平动的耦合作用及扭转运动的非线性。基于空间曲梁理论的应变—位移关系,建立了具有3个平动自由度和3个转角自由度结点的覆冰输电线舞动分析有限元模型。考虑覆冰导线所受空气动力的非线性和导线大幅运动的几何非线性,利用虚功原理建立基于更新Lagrange格式的覆冰导线非线性运动方程。采用 Newmark时间积分和 Newton-Raphson非线性迭代法求解有限元方程。算例分析表明, 利用结点6自由度覆冰导线单元计算输电线的静动力及舞动分析是准确的。对输电线的舞动分析表明,输电线的抗弯截面模量对输电线的平动和扭转有较大的影响。     

地震反应谱、功率谱以及傅立叶谱关系探讨

时程分析法作为目前结构地震响应分析中最为精准的方法,其准确性在很大程度上依赖于地震波的选取。然而,目前可用的地震记录较少,此时人工合成地震动不失为一个合理的选择。人工地震波的合成有一个基本的要求:模拟结果能与目标反应谱符合得较好,这就要求对地震动的功率谱、傅立叶谱以及反应谱等有较清楚的认识。本文详细地阐述了地震动模拟中涉及到的反应谱、功率谱和傅立叶谱的概念以及三者之间的关系,并初步讨论了目前地震动模拟中存在的一些缺陷,展望了未来地震动模型的发展方向。