混凝土强度和钢管厚度对钢管混凝土排架结构抗震性能的影响

基于某水电站厂房钢管混凝土排架结构的构造形式和受力特点,建立了其上部厂房排架结构的整 体三维有限元模型,计算了钢管混凝土排架结构的自振频率,并采用时程分析法计算了钢管混凝土排架结 构的地震响应,研究了水平地震作用下混凝土强度、钢管厚度对排架结构抗震性能的影响,以期为水电站 厂房钢管混凝土排架结构设计提供参考。     

某水电站厂房空心钢管混凝土排架柱动力损伤情况分析

为探讨在地震荷载作用下钢管混凝土排架柱可能的损伤问题,根据钢管混凝土组合排架柱中钢管和核心混凝土的受力特点和损伤规律,对混凝土采用多轴损伤开裂本构模型、钢管采用双线性本构模型,基于有限元软件ADINA建立了三维有限元静动力仿真分析模型,据此分析了静力、动力条件下钢管、混凝土的塑性损伤规律。结果表明,静力工况时混凝土无损伤;动力工况时钢管混凝土排架柱结构空心率不宜大于0.35,否则核心混凝土容易出现开裂,钢管易发生局部屈曲;动力、静力工况时排架柱的最大水平位移值均符合现行规范的要求。显然,空心钢管混凝土组合排架柱具有良好的抗震性能。     

火灾作用下钢管混凝土排架柱耐火性能分析

基于新疆柳树沟水电站厂房钢管混凝土排架柱的构造形式、受力特点和变形规律,考虑火灾作用下材料热力学参数随温度升高呈非线性变化的特点,应用有限元程序ADINA建立了排架柱三维有限元模型,并采用有限元程序ADINA中的TMC热机耦合模块进行了瞬态热分析,探究了钢管混凝土排架柱在火灾作用下的温度场分布和温度应力变化。结果表明,本文方法合理、有效。     

浅谈输电杆塔中空夹层混凝土管节点疲劳试验方案设计

中空夹层钢管混凝土管在传统钢管里设置内层钢管,并灌注混凝土,力学特性有较大改善。其外形结构与传统钢管节点类似,受焊接残余应力和焊接缺陷等不利因素的影响,在疲劳性能上存在疲劳破坏的可能。结合输电杆塔节点结构型式,以及受力特性,开展输电杆塔中空夹层混凝土管节点疲劳试验方案设计,并分析了中空夹层钢管混凝土管的受力特性。     

主副厂房不同连接形式对GIS室抗震性能的影响

厂房结构的抗震安全对于水电站正常稳定运行意义重大。结合某贯流式水电站的工程实例,通过建立包括主、副厂房和基岩在内的厂房坝段整体三维有限元模型,研究了主厂房屋面网架与排架柱不同连接形式、主副厂房间不同连接形式下厂房结构的固有振动特性,并对振源进行了分析和共振校核。采用反应谱分析法分析了该贯流式水电站厂房的抗震性,研究了地震荷载作用下与GIS室相连接的主厂房下游排架柱和副厂房上下游排架柱地震反应的影响规律。结果表明,主厂房屋面网架与排架柱铰接,且主副厂房间整体连接可明显提高副厂房中GIS室的刚度和抗震性能,研究结果可应用于实际工程。     

水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架组合特性试验研究

基于当前我国水电站厂房结构运行现状,提出水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架模型,通过设计以矩形钢管混凝土柱、圆形钢管混凝土柱、空心矩形钢管柱和空心圆形钢管柱为承载柱单元,以焊接式、铆接式牛腿模型为传力节点单元,装配式桁车梁为承载梁单元,进行了静载作用下组合节点的力学性能、组合排架柱的组合特性试验。试验分析表明,静力加载过程中极限荷载是屈服荷载的1.455～1.833倍。该种组合排架结构建立了自身的耗能机理,具有良好的整体性能,表现出完美的协同组合特性,实现了由构件层次上升到结构体系、由单元节点提升到框架整体的突破,为水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架的推广运用提供了技术支撑。     

刚性法兰连接节点有限元分析

主要研究了钢管结构中刚性法兰连接轴心力作用的受力性能,应用大型有限元软件ANSYS进行了有限元分析,揭示了刚性法兰盘在受轴力状态下的受力特点。     

空心钢管混凝土组合柱抗震性能研究

为研究水电站厂房空心钢管混凝土组合柱抗震性能,以新疆某水电站钢管混凝土厂房组合柱结构构造形式为例,应用有限元软件ADINA建立了矩形实心及空心钢管混凝土厂房组合柱结构三维有限元模型,探讨了自振特性,并通过时程分析方法研究不同空心率模型在地震动输入情况下钢管和内部核心混凝土的动应力、动位移响应。结果表明,矩形空心钢管混凝土组合柱比实心钢管混凝土组合柱的抗震性能更好。     

地震作用下某钢管桩码头排架结构耗能特性分析

为研究地震动强度对钢管桩码头结构耗能特性的影响,分析了江苏省某钢管桩码头排架在不同地震峰值加速度下的能量耗散特性,选取与抗震规范加速度反应谱符合程度较好的两条实际地震波和一条人工波作为设计地震动,采用循环荷载作用下的p-y土弹簧模拟桩土相互作用。计算结果表明,在地震动峰值加速度确定的条件下,根据所提方法选择的三条地震波输入结构的总能量大小比较接近;地震作用下,钢管桩码头结构主要耗能形式是阻尼耗能,占比高于80%,滞回耗能占比较小,说明结构损伤程度较低,抗震性能较好;大震情况下损伤主要发生在陆侧第一根桩基,入土深度对桩基滞回耗能分配有较大影响。     

拉力作用下钢管桩剪力键的数值模拟研究

剪力键是连接钢管桩与其上部结构横梁的构件,目前对其受力的计算主要是参照腿柱与导管架之间剪力键的计算方法,即假设各键对荷载均匀分配,但在拉力作用下,剪力键位置处易产生剪切、拉伸、曲屈等破坏模式,说明各键对荷载均匀分配这一假设有待进一步商榷。为探寻各键在拉力作用下对荷载的分配规律,采用数值模拟方法建立了多对钢管桩剪力键的受力模型,通过3种不同的设计方案对实际的工程案例进行分析,得出各方案下各键的受力情况。研究发现各键对荷载并非均匀分配,越靠近桩帽处的键受力越大;各键之间存在相应的分配系数,分配系数这一概念的提出,为剪力键设计提供了一个新的方法与视角。     

水电站主厂房钢-混凝土组合框架结构的可行性研究

水电站厂房的特点是跨度和高度大、吊车起吊重量大,吊车立柱的基础为机组的钢筋混凝土支承结构,机组振动对厂房结构影响明显。通过对钢—混凝土组合结构在吊车刹车力、震动等动荷载作用下柱顶与轨顶位移,以及吊车梁强度和竖向位移的复核验算,探讨此种结构形式在水电站厂房中应用的可行性。     

屋面防护落石冲击缓冲材料评述

屋面的防护缓冲材料对落石冲击下建筑物的安全有着至关重要的影响。对不同的缓冲材料从两个方面进行了评述,一是提高混凝土屋面板本身的抗冲击性能,主要介绍了橡胶混凝土、橡胶改性沥青混凝土、纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土和蜂窝状钢管约束混凝土5种具有较好抗冲击性能的改良混凝土。二是在混凝土屋面板上加缓冲垫层,就垫层碎石土体的选择、热压聚苯乙烯泡沫塑料垫层和废旧轮胎垫层进行了评述。有助于了解屋面板抗冲击缓冲材料的发展趋势,为相关的研究和工程应用提供参考。     

基于ANSYS的钢管混凝土输电塔抗风性能分析

基于ANSYS结构分析软件,计算了钢管混凝土构件的复合材料力学参数并对构件赋值,采用梁单元和杆单元相结合的方法对大跨越输电塔建模,并通过模态和风速时程分析了钢管混凝土构件在大跨越输电塔抗风性能方面的合理性。结果表明,大跨越输电塔中混凝土的灌注显著增加了钢管塔的刚度,输电塔在风荷载作用下的塔顶位移明显降低,有利于提高输电塔整体抗风能力,具有一定的推广价值。     

锅炉钢构架中梁柱刚性接点设计的几点探讨

目前锅炉钢构架中梁柱的刚性连接形式大部分采用梁腹板以螺栓连接,梁翼缘板采用全焊透的形式连接与柱的传统的连接形式,本文以H型钢为研究对象,通过对这种传统的梁柱连接及其它共四种不同的连接形式进行非线性有限元分析,研究其分析结果,总结规律,从而提出了新的梁柱刚性连接节点的设计思想,即在梁柱连接区梁端采取扩大翼缘板宽度,同时柱端增加加强筋,这样就避免了在连接焊缝区域产生应力集中的现象,使因应力过大而产生的塑性铰远离连接区,从而大大提高了节点的承载性能。这一思想值得其他从事锅炉刚构架的设计人员参考应用和推广。     

Effect of multi-bend geometry on deflagration to detonation transition of a hydrocarbon-air mixture in tubes

We present a numerical investigation of gaseous deflagration-to-detonation transition (DDT) triggered by a shock in a multi-bend geometry. The ethylene-air mixture filled rigid tube with obstacles is considered for understanding the effects of complex confinement and initial flame size on DDT. Our calculations show generation of hot spots by flame and strong shock interactions, and flame propagation is either restrained or accelerated due to the wall obstacles of both straight and bent tubes. The effect of initial flame size on DDT in complex confinement geometry is analyzed as well as the hot spot formation on promoting shock–flame interaction, leading to a full detonation.     

Effect of tube diameter on pressure drop characteristics of refrigerant–oil mixture flow boiling inside metal-foam filled tubes

The objective of this study is to analyze the effect of tube diameter on pressure drop characteristics of refrigerant–oil mixture flow boiling in metal-foam filled tubes. Experiments on metal-foam filled tubes with an inner diameter of 7.9 mm were performed, and the analysis of the diameter effect was done based on the experimental data of 7.9 mm tubes together with those of 13.8 mm and 26.0 mm from literature. The research results show that, the pressure drop increases with increasing PPI, and the impact of PPI becomes insignificant as the tube diameter decreases. When the diameter decreases from 13.8 mm to 7.9 mm, the pressure drop decreases due to the incomplete cells and randomly chopped ligaments nearby tube wall, and the maximum decrements are 22% and 35% for 5 PPI and 10 PPI metal-foam filled tubes, respectively. A new pressure drop correlation was developed, and it agrees well with the experimental data for different diameter tubes.