考虑流固耦合的反应谱法分析拱坝的动力特性

根据对乌东德拱坝抗震研究中的动力分析，在考虑水体与结构之间耦合作用的情况下分析乌东德拱坝的动力特性，根据规范给出的反应谱计算方法计算乌东德拱坝的反应谱法动力响应，并对反应谱法计算的动力结果进行分析，结果表明，考虑水体与结构之间的耦合作用能有效降低拱坝的动应力。     

三维排架渡槽中水的调频液体阻尼效应

本文分别采用任意拉格朗日一欧拉有限元方法和附加质量法分析三维梁式排架一渡槽结构体系的动力特性。通过两种计算方法的对比分析，研究渡槽中的水体对排架一渡槽结构体系的影响作用。研究表明，渡槽中水体的大幅晃动作用对渡槽结构体系起到了调频液体阻尼器类似的减震作用，且水体的晃动作用越强，水体对结构的这种减震作用越强，渡槽中水体大幅晃动产生的减震作用随结构自身特性和外激励不同而不同。文中建议，在渡槽结构的抗震设计中，不应忽略水体大幅晃动对渡槽槽体和下部支撑的影响作用。     

大型U形双渡槽结构动力分析

应用三维有限元动力分析方法,建立大型U形双渡槽结构动力分析有限元模型,计算其在不同过水工况下的自振特性,并采用振型分解反应谱法分别按水工建筑物抗震设计的规范谱和穿黄工程场地危险性分析确定的场地谱计算渡槽的地震动力响应。结果表明：槽中水体对渡槽的自振特性影响显著;按场地谱计算的动力响应约是规范谱的3倍;支撑结构是渡槽抗震的薄弱环节。     

进水塔抗震安全分析

水电站进水塔是电站引水系统的重要水工建筑物,其抗震安全性对整个水电站有着至关重要的影响。运用大型软件workbench对某抽水蓄能电站下水库进水塔进行分析计算,采用软件中提供的流体单元模拟水体,得到进水塔结构的自振特性,并用附加质量法对其加以验证,通过反应谱方法计算了塔体在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔的动力响应,将静动力计算结果进行叠加,分析进水塔的抗震安全稳定,结果表明进水塔的抗滑稳定满足要求。     

大型水工渡槽减隔震机理与效应分析

渡槽由于槽体及其水体的巨大载荷,地震时,动力反应强烈,按传统抗震设计理论难以保障其安全性.采用简化多质点模型,横槽向按Hosner考虑水体作用结合某渡槽减隔震参数设计,分析研究渡槽隔震机理及效应.控振计算表明,采用减隔震装置是解决渡槽抗震安全的可行措施,适度延长隔震结构周期与调整阻尼是控制渡槽振动的有效途径.并提出,减隔震频率除必须满足低于原结构频率的0.5倍外,还与地震频率有关,同时受到槽内振荡水体晃动频率的制约.     

南水北调双洎河渡槽结构动力特性分析

大型渡槽结构槽内水体质量较大,在地震作用下水体的晃动对渡槽结构的动力特性及地震反应有着明显的影响.使用大型有限元分析软件对双洎河渡槽进行了动力特性分析,考虑了两种连接支座和6种不同的水深.计算结果表明,支座直接影响渡槽结构的频率和振型,水体对渡槽的振动形态影响不大,水深只影响渡槽结构的频率:水深越大,渡槽的频率越低.所得结论可为渡槽结构的抗震设计提供依据.     

大跨度倒虹吸管桥结构抗震性能

建立了考虑支座、伸缩节等细部构件的大跨度倒虹吸管桥有限元模型,采用有限单元法对管桥结构的抗震性能进行了研究,分析了支座、伸缩节、管内水体质量对结构动力响应的影响。计算结果表明:大跨度拱桥结构对地震波有明显放大作用,放大系数约为2～5;钢管采用单向滑动支座,约束了钢管横向位移,伸缩节变形和支座滑移量均在10 mm以内,对结构抗震有利,但支座在横向将承受较大的反力,给支座设计带来困难;由于伸缩节和滑动支座的设置,钢管在地震作用下近似刚体运动,钢管应力增幅较小,但支承环将产生较明显的弯曲应力,是抗震中的一个薄弱环节;大直径输水钢管管内水体质量巨大,会增大结构的动力响应,计算中应予以考虑。     

预应力渡槽的竖向振动特性和地震反应

首先建立了考虑预应力影响的渡槽竖向地震反应分析的变系数微分方程。然后应用模态摄动法和振型叠加法，提出了预应力渡槽竖向动力特性和地震反应的计算方法。最后通过典型工程实例分析，讨论了渡槽竖向地震反应分析中的预应力和槽内水体对渡槽动力特性和抗震性能的影响及渡槽竖向高阶振型对渡槽地震反应的贡献等。算例结果表明，施加预应力使渡槽的自振频率升高、抗震能力增强，渡槽的竖向地震反应中高阶振型的贡献可以忽略，槽内水体对渡槽的自振特性和地震反应有很大影响。在渡槽的抗震设计中应考虑渡槽竖向地震反应的影响。     

渡槽结构考虑流固耦合地震响应及求解敛散性

基于所建立的考虑流固耦合渡槽梁段单元动力分析模型,对渡槽结构在多务地震波下的地震响应进行计算分析.该模型综合考虑了渡槽横向、竖向、纵向、自由扭转和约束扭转变形,以及槽内水体与渡槽槽身的流固动力相互作用的影响.结合工程算例探讨了大型渡槽结构考虑流固耦合地震时程响应解答的敛散性,结果表明:计算是收敛的、可靠的.说明该模型是考虑渡槽内水体流固耦合作用实用的地震响应模型,计算结果可为大型渡槽抗震设计提供参考.     

矩形深水空心桥墩与实体桥墩的振动特性分析

基于流固耦合的有限元计算方法,考虑桥墩(空心、实体)和水域两个因素,对深水中矩形空心桥墩和实体桥墩的振动特性进行了分析,通过计算得到,裸水时,空心桥墩的低阶自振频增大,高阶自振频率降低;有水域时,水体降低了桥墩的自振频率,空心桥墩自振频率比实体桥墩降低的大;水体对实体桥墩的高阶模态影响较大,对空心桥墩的低阶模态影响远大于对高阶模态,这对水下桥墩的抗震措施有很大指导作用。     

结构与水体的动力相互作用问题

地震时挡水结构与水体的动力相互作用足水工抗震分析中的重要问题。由于水体的质量和弹性的影响,结构的动力反应将发生显著的变化,这种变化往往趋向不利的方面,如增大结构的动位移和动应力等,所以考虑水体对挡水结构地震反应的影响是很必要的。本文简单介绍挡水结构与水体动力相互作用方面的主要研究情况,这些内容对研究其他工程结构与液体的动力相互作用问题,也是有参考价值的。     

工程应用中的动力法抗震计算

动力法是抗震计算分析的重要方法,本文以石门坎水电站引水发电洞进水塔为实例,分别采用动力法中的振型分解反应谱法、时程法对塔体进行有限元计算,分析其在地震荷载作用下的应力和内力,对两种方法的计算结果进行比较,提出抗震设计具体建议。     

Housner模型在渡槽抗震计算中的适用性

重点研究了Housner水体简化模型在渡槽抗震领域的适用性，分别采用Housner水体简化模型和作者建立的流体固体动力耦合水体统一模型进行了实际渡槽的地震反应分析，数值分析结果表明，Housner模型与后者相比，特别是柔性墩体结构反应结果偏小，差异比较明显。     

U形渡槽流固耦合动力作用研究

为了研究强震下渡槽的流固耦合动力作用,本文首先用VOF模型验证了渡槽内水体响应的非线性,然后通过位移有限元方法建立了U形渡槽流固耦合模型,并根据地震作用的特点构造了一组Ricker子波,分别计算了刚、柔性槽体模型的动力时程响应。计算结果表明,渡槽流固耦合动力作用的强度主要受流体晃动频率、槽体自振频率两个因素控制,当外界激励的频率接近这两个频率时,渡槽的流固耦合动力作用将变得十分显著;当激励频率达到水体晃动频率的2倍时,水体主要运动方式将由表面晃动转变为整体惯性运动;地震作用下水体动力响应的非线性可以忽略。这些现象在渡槽抗震设计中应当引起足够的关注。     

大型渡槽流固动力耦合效应试验研究

以南水北调工程穿黄箱形渡槽为研究对象,采用大比尺水弹性振动渡槽模型在水平振动台上进行试验,研究了地震作用下和谐激励下水体与槽体相互作用效应和机理,并将试验结果和Housner模型计算结果进行了对比分析.结果表明流固耦合作用对渡槽结构的动力特性、振动位移和动应力响应以及槽内水体的动水压力特性有很大影响,弹性槽壁上的动水压力远大于刚性槽壁上的动水压力.试验条件下,由槽内水体晃动产生的动水压力很小.基于研究结果最后对Housner模型在抗震分析中的应用提出了修正建议.     

非一致激励下长距离输水隧道地震响应分析

近年长隧道结构震害频发,随着调水工程大规模建设,长距离输水隧道抗震性能的重要性愈加突出。在隧道传统抗震分析方法的基础上,针对非一致地震动作用下地基土-长距离输水隧道体系的地震响应问题,建立了非一致激励下长距离输水隧道的大规模地震响应分析方法,并以上海市某重点工程中的长距离输水隧道为工程应用,计算模型中不仅考虑了土体的动力滞回非线性、土体与隧道之间的接触非线性等因素,而且引入"附加质量法"来考虑地震作用下输水隧道内水体的动水压力作用。与一致激励的计算结果对比表明,非一致地震激励会显著增加输水隧道结构的内力和变形响应,从而对隧道抗震产生不利影响。研究结论可为长输水隧道结构的抗震设计和分析提供科学依据。     

二滩拱坝泄洪表孔闸墩抗震分析

本文采用动力有限元方法,对二滩拱坝表孔闸墩进行了抗震分析。在分析中提出的坝上附属建筑物的抗震计算方法,既有一定的理论基础,又经济简便,有利于实际应用。另外,本文首次计算出高拱坝的加速度分布曲线,对设计具有一定的参考意义。     

大型薄壁输水渡槽流固耦合振动台试验研究

地震高烈度区大型高架渡槽的抗震安全是我国西南地区长距离调水工程建设及运行过程中难以回避的重大挑战。渡槽结构与槽内水体动力相互作用是地震响应分析及安全评价的关键问题。目前使用较多的将水体以附加质量方式计入其对结构动力响应影响的方法是基于刚性壁与流体相互作用假定下推导建立的。大型渡槽多为薄壁结构,柔性结构与水体间的动力相互作用与刚性壁假定存在明显的不同。本研究采用几何比尺1/10的大型薄壁渡槽物理模型,通过振动台试验研究渡槽与水体的动力相互作用。通过深入分析稳态白噪声激励和11组双方向地震波激励下渡槽结构的动态响应,确定大型薄壁渡槽中水体对结构自振频率及渡槽两端支座力产生的重要影响,并给出了试验对象渡槽结构槽内水体与渡槽动态相互作用的等价质量定量关系。为实际工程抗震设计准确分析评价渡槽抗震安全提供可靠依据。     

大型渡槽隔震体系结构动力特性的试验研究

为解决南水北调大型渡槽工程中的抗震问题,进行了模拟地震振动台试验研究,分析了减震支座水平刚度、槽内水体及场地对渡槽结构动力特性的影响。研究结果表明,减震支座的水平刚度越小、槽内水体质量越大,渡槽结构自振周期越长,从而达到减震效果,提高渡槽的抗震能力。此外,场地对减震效果影响显著。     

地下管道的抗震设计

本文主要根据我国1975年辽南海城地震及1976年河北唐山地震中有关地下管道的震害反映,并参照国内、外有关管道抗震研究资料,提出地下直埋管道的抗震计算方法和相应的抗震措施,供抗震设计使用。同时针对国内、外抗震规范和资料中若干有关地下管道的抗震计算问题,作扼要探讨。