不等高输电塔线体系风致动力响应分析

以山区常用输电塔5A-ZBC2为基础,建立了山区的不等高输电塔线体系。考虑到高差的不断变化以及不同方向攻角风荷载的作用,运用随机模拟风振分析方法对其进行了分析。结果表明,位于山顶的输电塔顶位移均值最大;位于山坡的次之;而位于山底的最小。而对不平衡张力来说,位于山坡的塔所受的不平衡张力最大;位于山顶的塔次之;位于山底的塔最小。随着高差的增大,塔顶位移和不平衡张力增大。塔顶位移主要受导线风荷载影响,而塔顶速度和加速度与塔的一阶振型有关,导线振动与荷载激励相关。     

输电塔风振疲劳可靠性分析

基于时域理论研究输电塔在风振作用下的疲劳可靠性问题。本文采用Davenport谱模拟脉动风速,通过分析计算杆件内力,得到风荷载时程数据。利用分析软件SAP2000建立结构的有限元模型,将时程荷载施加到结构有限元模型上,求得输电塔关键杆件应力时程响应。采用雨流法统计分析应力时程数据,得到应力循环幅值及其应力均值。基于疲劳理论的Basquin方程、Miner累积损伤准则以及Goodman修正方程,推导出处理疲劳问题的概率数学模型。结合平均风的分布概率以及计算结构疲劳寿命的方法,得到关键杆件在一定可靠度下的疲劳寿命。通过文章分析可知,随着可靠度数值的变化,结构的疲劳寿命相差极大。     

钢管输电塔挂线节点足尺模型失效模式与承载力提升分析

针对特高压钢管输电塔挂线位置节点在极端荷载下的安全性，提出了挂线节点双侧挂线板协同受力的构造改进措施，并对比研究两种挂线节点的极限承载力与失效模式。通过足尺挂线节点处的承载力试验与有限元分析，比较挂线节点在单侧板受力、双侧板受力情况下的应力分布与承载能力，分析传力螺母与挂线板之间的合理初始间距。结果表明：双侧受力时两侧挂线板均发生弯曲破坏，受力形式更加合理，节点板应力分布更加均匀，挂线点的屈服承载力可以提升一倍以上，传力螺母与挂线板之间的合理初始间隙为2～4 mm。     

基于输电塔风致响应的节点螺栓脱落损伤自动诊断的小波识别方法

以法兰螺栓联结为节点连接型式的输电塔架结构是一类应用广泛的结构型式。其中节点螺栓脱落损伤是一种常见的损伤形式。为了确保电力工业的正常运行,及时进行法兰联结节点螺栓松动损伤的诊断是十分必要的。本文依据输电塔结构塔身竖杆法兰联结节点风致响应的特点,推导了只与结构的损伤程度有关,与外加的风荷载无关的塔身竖杆节点风致竖向应变响应方差的归一化公式,并借助于噪声抑制能力强且对突变信号敏感的小波变换方法对该统计方差进行了小波变换分析,达到了对螺栓脱落损伤位置的有效识别,实际输电塔法兰螺栓松动损伤的仿真分析表明,本文提出的方法是有效而可行的,具有一定的实践价值。     

基于响应面法的连续刚构地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题。基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了结构的破坏准则及其极限状态方程,计算了高墩大跨连续刚构桥在地震激励下设计基准期内的动力可靠度。分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了连续刚构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了结构在设计基准期内,"三水准设防标准"条件下的地震可靠度。结果表明,该桥设计满足抗震规范要求。     

基于条分模式的边坡可靠度近似计算方法

通过对边坡稳定分析方法中的条分理论和响应面法的研究,针对边坡可靠性计算往往没有明确的解析表达式,以及稳定性系数计算方法和响应面法（RSM）的特点,将响应面法中的有限元数值模拟以条分模式中的稳定性系数隐式方程的迭代计算方法代替,建立了条分模式下的边坡可靠性计算的极限状态方程,从而形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。本文提出的改进的响应面法原理简单,计算效率较高并具有一定的精度,适用于对边坡可靠度的近似计算。     

输电塔法兰联结节点螺栓松动损伤诊断改进的模糊模式识别方法

本文针对输电塔架结构的损伤特点,采用优化等效的方法,建立了具有螺栓松动损伤的输电塔结构的有限元模型,同时提出了此结构螺栓松动损伤诊断基于应变模态的改进的模糊模式识别方法。通过距离贴近度与相似贴近度的双重识别,可达到对输电塔架结构螺栓松动损伤的位置和程度的诊断。对湘江输电塔架结构的数值仿真分析,表明本文提出的损伤诊断方法的结果是令人满意的,具有实际工程应用价值。     

非线性结构体系可靠度的重要抽样方法

最近S．K．AU与J．L．Beck提出了一种高效率的线性体系的重要抽样法。本文应用0方差抽样的概念对Au和Beck的方法进行了分析,然后在此基础上把Au和Beck的方法推广到具有非线性失效面的结构体系。应用本文提出的方法对3个算例进行了计算分析,抽样20次的结果与一般抽样法10^5～10^6次的结果非常接近,表明本文方法有很高的计算效率。     

基于性能的结构抗风设计理论框架

提出了基于性能的结构抗风设计理论框架,将风压强度划分为4个设计风压等级（弱风压、中风压、强风压及超强风压）,将人体振动舒适度划分为6个等级（无振感、轻微振感、中等振感、烦恼、非常烦恼和无法忍受）、三种振动水平（与人的舒适感相关的振动水平、与人正常工作和操作有关的振动水平、与人的生理健康直接相关的振动水平）。结合不同类别建筑物的性能需求及人体振动舒适度的要求,将结构风振性能水准划分为4种状态（性能健康、性能亚健康、性能病态及性能丧失）,将结构风振性能目标划分为5个等级（A、B、C、D、E）。提出了结构抗风概念设计与计算分析的一般原则,给出了结构性能抗风安全性评价及社会经济评价基本内容的建议。     

重力式挡土墙结构体系可靠度的Monte Carlo模拟

建立了重力式挡土墙倾覆、基底滑移、地基承载力、墙体自身强度等几个失效模式的可靠度分析模型,采用逐步等效平面法计算结构体系的可靠度。假定设计参数为正态分布的随机变量,利用MATLAB软件的库函数normrnd实现随机样本的抽取。选择重力式挡土墙的实际算例对挡土墙改建后的几个失效模式及结构体系的可靠度进行分析,并与作者所做的其它理论分析结果进行了对比。数值模拟表明两种方法的结果能较好相符。     

某海底沉管隧道风塔及下部结构抗震性能分析

为研究某海底隧道风塔及下部结构体系在塑性阶段的损伤破坏形态及特点,探讨在多重荷载作用下弹塑性静动力响应对结构的影响,建立了沉管隧道风塔及下部结构的大型三维有限元模型。采用基于能量原理的混凝土塑性及损伤本构模型,借助大型有限元软件ANSYS及ABAQUS分别对结构进行不同地震条件下的动力时程分析,对比分析振型、层间位移角及较为完整的塑性损伤破坏系数曲线。结果表明:不同设防地震下,结构整体性良好,振型及层间位移角满足规范要求;不同罕遇地震下,该结构的混凝土塑性拉压损伤最大时刻均发生在20 s,主要破坏区域在风塔与人防井及下部立柱的接触位置,且拉伸破坏系数明显高于压缩破坏。本文的研究成果可以为类似近海沉管隧道工程抗震设计提供一定的依据与指导。