石油化工框架式高塔结构动力响应分析

以某石油化工工程中的大长径比框架式高塔为对象,采用时程分析法,分析地震作用下设置限位导向支架的框架式高塔的结构响应,并与采用组合结构模型的框架塔进行对比分析。分析表明,设置限位导向支架的框架式高塔,塔体水平位移幅值变化具有时段性增大特征,最大塔顶位移比组合结构模型的框架塔增大约50%;地震作用将导致框架与塔之间产生振荡接触,接触产生的压力以脉冲方式作用到塔体上,并在塔体局部区域产生应力集中和应力幅值极速变化;框架塔的结构模型对塔体底部的应力变化和框架支座反力变化的稳定性影响不大。分析同时认为,设置限位导向支架的框架塔属于多体系结构,采用单一组合结构模型进行工程设计存在一定的安全隐患,建议在目前缺乏设计标准明确规定的条件下,地震作用分析宜采用时程分析法。     

地下车站结构抗震分析

为了研究地下车站结构的抗震性能,以哈尔滨地铁文化宫站为例,选取主体结构标准断面建立有限元模型,并进行静力作用下结构内力计算,分别采用反应位移法和时程分析法两种方法对车站结构进行抗震效应计算,最后将计算结果进行了对比,结果表明:与静力荷载产生的内力相比,地震荷载产生的内力不能忽略,并且在地震作用下,结构顶板、底板中部,两侧墙与板交接处应力和变形较大,容易发生破坏。     

压力型锚索动态响应的应力数值模拟分析

在边坡抗震的实际案例中,压力型锚索展现了其优异的抗震性能,目前,压力型锚索抗震性能的研究成为了岩土工程的研究热点之一。为了深入研究压力型锚索锚固段在地震荷载作用下的动力响应,利用FLAC3D软件建立了一个岩体的力学参数随深度变化的压力型锚索体系模型。通过数值模拟方法,研究了锚索孔半径、沿注浆体轴向方向的位置、地震强度、初始张拉预应力大小对注浆体受到的压应力和接触面上剪应力时程分析的影响;研究结果表明,它们对注浆体受到的压应力时程曲线和接触面上的剪应力时程曲线影响很大。本研究具有较强的实用性,研究成果丰富了压力型锚索锚固机理内容,可为压力型锚索体系的抗震优化设计提供参考。     

柏林寺塔抗震性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对柏林寺塔进行地震反应分析。有限元模型采用了Solid 65单元和整体连续体模型,由多线性随动强化模型(MKIN)来定义砌体的单轴应力应变曲线。研究发现,水平地震作用下,塔结构在下部会出现拉应力区域,更易开裂、破坏,而且强烈地震的鞭梢效应会导致塔刹破坏。最后提出对塔体抗震加固时可采用塔体加箍、碳纤维布加固等措施。     

索穹顶结构地震作用计算方法的对比分析

由于结构的几何非线性，我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中并未对以索穹顶为代表的柔性大跨屋盖结构的地震作用计算方法作出明确规定。为此，以重力荷载代表值作用下的平衡构型为考察对象，通过与时程分析法计算结果进行对比，考察振型分解反应谱法用于索穹顶结构地震作用计算的适用性。为保证地震动输入的一致性，时程分析时使用由设计反应谱生成的人工地震波。基于振型参与质量系数，提出了一种判别屋盖索穹顶结构地震作用主要贡献振型的指标，并指出应采用对屋盖索穹顶结构的地震作用提供主要贡献的振型确定瑞利阻尼系数，否则时程分析时将显著高估结构阻尼效应并造成结构地震响应的计算结果偏小。采用两种方法计算索穹顶结构在不同挠跨比限值(预应力水平)下的多遇地震响应。结果表明，对于满足非抗震设计验算的Geiger型和Levy型索穹顶算例，振型分解反应谱法计算得到的结构地震响应与时程分析法的结果匹配良好，验证了该方法进行此类柔性屋盖结构地震作用计算的适用性。     

一格构式广播电视发射塔抗震性能分析

通过对一结构立面复杂的广播电视发射塔结构进行非线性数值模拟,全面研究了其抗震性能。由结构特征值分析可知,结构第一扭转振型出现在第8阶振型中,结构第一扭转周期与第一平动周期之比为0.197,满足相关规范要求。继而采用静力分析手段,计算了结构在多遇地震作用和风荷载下的位移响应。通过静力计算可知,结构天线顶点和塔体主结构顶部的层间位移均小于相应规范中规定的层间位移角限值;且与地震荷载相比,风荷载对结构起控制作用。通过结构非线性时程分析可知,在多遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构层间位移较小;在罕遇地震作用下,虽结构的层间位移有所增大,但绝大多数结构构件仍处于弹性阶段,结构具有较好的抗震性能。     

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。     

某高层建筑结构的弹性动力时程分析

对于复杂高层建筑结构的抗震设计,只用振型分解反应谱法计算地震作用略欠合理,越来越多的工程师采用时程分析法对其进行补充验算。本文通过对一个7度抗震区的剪力墙结构进行多遇地震下的弹性时程分析,旨在通过具体实例介绍弹性时程分析法在抗震补充验算中的运用。     

地下结构抗震分析的反应位移法研究

基于地下结构的震动特性,比较反应位移法在地下结构抗震分析中计算地震荷载作用下结构相对位移的三种方法。结合工程实例,分别应用三种求解方法计算地震荷载作用下的土层相对位移及作用在结构上的等效荷载,建立有限元模型分别计算结构各点的相对位移,并与时程分析法计算结果比较。结果表明:(1)不同求解方法计算得到的结构相对位移有很大的差异,由此导致结构地震响应差别显著;(2)不同计算公式有其相应的适用性,研究成果可为地下结构抗震设计提供参考。     

某V型墩连续刚构桥结构抗震性能分析

根据有限元原理,借助通用有限元分析软件对某四跨V型墩连续刚构桥复杂结构进行动力特性分析,并采用时程分析法进行地震荷载作用下的结构位移和内力计算,结果表明其设计符合抗震规范要求。     

上海国际设计中心不对称双塔连体结构设计研究

上海国际设计中心为一呈h形不等高双塔连体结构,采用钢框架核心筒结构体系。详细介绍了该结构分析与设计的有关内容,包括主、副塔楼结构抗侧力体系、连体结构体系选型与概念设计、相关的特殊构造措施;并对多遇地震下主副塔结构响应的对比分析、连体结构中震分析、副塔倾覆效应分析、结构的弹塑性时程分析进行了重点介绍。分析结果表明,大震作用下,在其他构件进入塑性的情况下,连体部位依然保持弹性。     

大连国际会议中心结构分析

大连国际会议中心是多筒体大跨悬挑复杂空间组合结构,计算模型杆件数量庞大。在模型建立与分析过程中,为了更好地分析结构的受力形式及状态,采用先分块建模,然后合并模型进行结构设计。根据荷载规范,对结构相应部位施加荷载并进行荷载组合,建立荷载模型。采用反应谱方法和动力时程方法对结构主要指标进行计算分析对比。计算结果表明,在小震作用下,可以采用反应谱方法结果进行设计,在中震、大震作用时,采用反应谱和动力时程方法结果进行性能化指标验算。对整体结构和重点部位抗震性能进行了分析,并提出了相应的结构设计要求。     

地震作用下塔顶重载对吸收塔动力响应影响研究

吸收塔结构属于高耸大开口薄壁圆柱壳结构,塔顶布置湿式除尘装置后,体现出显著“头重脚轻”特性,地震作用下极易出现“点头现象”,发生失稳破坏。通过对比分析塔顶是否布置湿式除尘装置两类吸收塔结构在不同类型、不同输入角度地震波以及塔内不同浆液高度作用下的位移、加速度以及应力响应,并对湿式除尘吸收塔结构缩尺模型进行了振动台试验。研究表明：无湿式除尘装置吸收塔结构远场地震作用下动力响应最大,塔顶布置湿式除尘装置后振幅增大,自振频率减小,近场地震作用下动力响应最大,且在开口处产生应力跳跃,发生应力集中现象。基于开口对刚度的削弱作用,最不利地震波输入方向均是沿开口方向|两类吸收塔结构均在无浆液时动力响应最大,且随着浆液高度的升高,塔体动力响应总体呈减小趋势,浆液的存在一定程度上起到减震作用,塔顶布置重载后对浆液减震效果有一定削弱作用。     

高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明：在强震作用下,对于大跨度桥梁横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩梁、塔梁之间设置减隔震装置可以有效减少横桥向的墩梁、塔梁的相对位移及地震剪力和弯矩;然而,从桥梁正常使用的角度来看,塔梁之间布设横向钢阻尼器装置优于黏滞阻尼器装置。     

基于性能的输电塔地震易损性分析

本文以某高压输电塔为研究对象,同时考虑了结构本身的随机性和地震作用的随机性,采用了非线性屈曲分析及动力响应分析对结构的抗震性能、地震反应进行了分析。在基于性能的分析框架下,通过蒙特卡罗数值模拟获得了输电塔的抗震能力曲线,并分析了其统计特性,计算得到结构的地震易损性曲线,为输电塔的抗震防灾规划提供风险评估的数据基础。     

风-冰联合作用下风电塔高强螺栓疲劳可靠度分析

针对风力机塔筒法兰联结螺栓结构特殊、受力复杂、易于失效等特点,对风-冰联合作用下高强螺栓节点的疲劳可靠度进行了研究。首先通过谐波叠加法生成风速时程,按照概化冰力函数求出作用于风电塔上的冰力时程; 然后应用ANSYS建立风电塔模型,施加生成的风荷载及动冰荷载,得到法兰中心处的应力时程曲线; 基于Schmidt-Neuper理论及有限元方法分别对法兰联结螺栓结构进行计算,得到法兰受载与螺栓应力之间的关系; 通过MATLAB多项式拟合得到外荷载作用下螺栓的应力时程曲线; 最后基于累积损伤理论,计算螺栓在不同荷载工况下的疲劳可靠度,并讨论预紧力、螺栓位置、冰速对其疲劳可靠度的影响。结果表明:考虑冰载后螺栓的疲劳可靠度均有所下降,冰载对螺栓疲劳可靠度的影响不容忽视; 预紧力的大小对风载作用下的螺栓疲劳可靠度影响较大,对冰载作用下的螺栓疲劳可靠度影响不大; 螺栓所在位置对各荷载工况下的螺栓疲劳可靠度均存在较大影响,且对冰载作用下的螺栓疲劳可靠度影响最为明显; 法兰所受外荷载大于使螺栓节点分开所需的荷载时,会增加螺栓的应力幅值,从而降低其疲劳可靠度; 冰载作用下影响螺栓疲劳可靠度的主要因素为冰激作用导致的塔架共振。     

预应力混凝土扁梁框架地震响应试验与理论分析对比

为了研究预应力混凝土扁梁框架的动力特性和地震响应,本文在一榀无粘结和一榀有粘结预应力混凝土扁梁框架拟动力试验数据的基础上,运用有限元软件进行非线性时程分析,在一定程度上对比试验数据。分析结果表明:框架结构由于损伤累积引起结构整体刚度和阻尼比的变化,导致结构自振周期发生变化,进而影响结构在地震中的各种响应。利用有限元软件进行结构地震作用下各种响应的分析,是可行有效的。     

某不等高双塔楼连体结构的地震响应分析

以某不等高双塔结构为例,通过建立不等高双塔结构的有限元模型,分析了结构的动力特性,并与时程分析法输入x,y向水平地震激励,得到了结构的顶层位移时程曲线和加速度时程曲线,以期为结构设计积累经验。     

组合结构发电塔架灌浆连接段接触压分析

钢-混组合结构发电塔中的连接段对于整个结构来说至关重要,采用灌浆连接可以有效减小应力集中和疲劳破坏,但目前关于钢-混组合结构风电塔中灌浆连接方式的研究和应用都较少。本文以某150m大型风力发电塔架为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS分析了在外力作用下,钢-混凝土组合结构风电塔架灌浆连接段的接触压,并探究了外侧混凝土厚度对接触压分布的影响,进一步推导了在外荷载作用下连接段接触压的理论计算公式,并通过数值模拟验证了公式的正确性,为钢-混组合结构灌浆连接段设计提供了一定的参考。