尿素造粒塔在风荷载作用下的结构反应分析

采用有限元软件SAP2000研究尿素造粒塔在风荷载作用下塔底内力变化情况;分析风荷载作用下结构物的变形情况;分析风荷载下结构物的响应情况及不同基本风压下外壁的主应力分布情况。得出下述结论:在风荷载作用下,造粒塔塔底内力、位移以及应力变化都与基本风压成线性关系。     

强震下输电线路的塔-线耦联效应及方向耦合效应研究

强震下输电线路塔-线耦联效应和方向效应,为大跨输电线路的地震响应机理及抗震性能研究的关键。以某9度地震烈度区一典型耐张段塔-线体系为分析对象,采用非线性时程分析法,考察了单向地震作用下塔-线体系的地震效应系数及耦联效应系数。结果表明:纵向和竖向地震作用下,地震效应及导线的耦联效应显著,尤其对于耐张塔和直线杆塔的瓶口部位,设计中应予以重视。另外,通过将塔-线体系在单向地震作用下与三向地震共同作用下的动力响应进行比较,考察了塔-线体系在多向地震作用下的方向耦合机制。研究表明,多向地震作用下,塔-线体系的杆件应力在三向振型之间存在一定的耦合效应,采用CQC法具备一定的精度。     

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。     

输电铁塔曲“K节点”地震响应

为研究输电铁塔曲臂"K节点"在地震作用下的响应,通过采用三角级数叠加法,数值模拟典型地震烈度下各场地地震加速度时程;将各地震烈度和场地组合下的地震加速度数值导入ANSYS中,进行了输电铁塔曲臂"K节点"地震响应分析。结果表明:在地震作用上,输电铁塔曲臂"K节点"产生了一定的位移,有限的位移没有影响杆件的极限承载力;杆件最大应力并不在"K节点"杆件处,应力值也并没有超过材料屈服极限。     

悬索桥塔体抗震性能分析

有学者研究发现跨度悬索桥桥塔顺桥向简化为固结悬臂柱结构后,在水平罕遇地震作用下出现具有同时性特征的双塑性铰[1],从而产生破坏。本文基于此结论,借助Open Sees有限元分析程序,以哈尔滨某大跨度悬索桥的设计方案为背景,分析三维罕遇地震作用时,某悬索桥桥塔的抗震性能。文中以在三维地震作用下塔底截面曲率达到等效屈服曲率,从而桥塔产生具有同时性特征的双塑性铰为破坏基准[1]。分析发现在顺桥向罕遇地震作用下,悬索桥塔结构塔底截面在7度E2地震作用下可出现塑性破坏。     

地震作用下仰斜式挡墙的动力响应分析

为了研究地震作用下仰斜式挡墙的地震响应,本文利用数值分析软件Plaxis建立二维数值模型,施加汶川卧龙地震波,分析了不同烈度地震作用下仰斜式挡土墙的地震动响应,得出了以下结论：首先,在不同地震烈度作用下,以仰斜式挡土墙底部为基准,挡墙的中部为加速度和加速度反应谱放大性的转折点,即墙底至0.5倍墙高范围内,水平加速度沿墙高逐渐减小,而在0.5倍墙高至墙顶范围内,水平加速度沿墙高逐渐增加;随着地震烈度的增加,墙后填土的傅里叶谱具有低频放大的效应;地震波的能量沿墙高向上逐渐减小.     

宁波甬江铁路斜拉桥的地震位移控制

大跨度斜拉桥通常采用漂浮体系或半漂浮体系以延长结构的基本周期,从而在强震作用下可以减小结构的地震惯性力,但地震位移较大。以甬江铁路斜拉桥为工程背景,在参数分析的基础上确定了合理的阻尼器参数,研究了粘滞阻尼器在地震位移控制中的作用,并与不设阻尼器的情况进行了比较,结果表明:粘滞阻尼器可以有效控制大跨度斜拉桥的地震位移,改善塔底的地震剪力,明显减小低重心斜拉桥的塔底地震弯矩。     

高耸烟囱结构竖向地震响应的模型试验研究及分析

为了研究高耸烟囱在竖向地震作用下的动力响应特性,对180m钢筋混凝土烟囱和45m砖烟囱分别进行了1:40和 1:15比尺的振动台模拟试验研究,并采用波动理论对试验模型进行了动力比较分析。试验和理论分析结果表明:竖向地 震作用下,高耸烟囱的地震响应以一阶竖向振动为主,最大应变随地震烈度的增加逐渐从顶部附近向下移动到1／3-1／2 高度附近;水平地震作用下高耸烟囱以二阶以上振型振动为主,最大应变部位在2／3高度附近。针对烟囱结构薄弱部位随 地震烈度的变化情况,进一步阐明了计算高柔结构和特定条件下某些结构的竖向地震作用的必要性。     

竹筋加筋土挡墙的力学性能研究

基于攀西地区盛产的凤尾竹的试验结果,利用数值分析软件PLAXIS建立数值分析模型,施加汶川卧龙地震波,分析了地震作用下竹筋加筋土挡墙的动力特性,得出以下结论：①墙体位移模式基本上不随地震烈度的增加而变化,墙体始终为整体的平动＋绕基础的转动;②随地震烈度的增加,墙体绕基础的转角逐渐增大,挡墙的整体平移量也越大;③在输入任何峰值加速度的地震波作用下,自墙底至0.4倍墙高范围内,水平加速度沿墙高逐渐减少;自0.4倍墙高至墙顶范围内,水平加速度沿墙高逐渐增加。     

古塔平移前后结构动力响应有限元对比分析

采用有限元方法,研究古塔在整体平移前后的动力特性及抗震性能。考虑塔檐、塔刹以及开洞等构造,建立古塔平移前后的三维实体有限元模型,分别对平移前后模型进行模态分析和时程分析,对比在多遇地震与罕遇地震作用下古塔结构的位移时程反应、加速度时程反应以及应力分布。结果表明:平移后古塔主体结构的频率小于平移前的频率;在地震作用下平移后古塔的位移、加速度和应力相比平移前均增大;古塔塔刹的位移反应明显大于塔身,古塔的最大层间位移角随层高增加而增大;多遇地震作用下古塔结构主体完好,罕遇地震作用下平移前古塔塔刹轻微破坏,平移后塔刹严重破坏;古塔底层墙体以及2层墙体与塔檐连接处应力较大,底层墙角处最大应力值已超过材料抗拉强度。     

上海闵浦二桥引桥桥墩设计与思考

闵浦二桥主桥为独塔双索面连续钢桁架斜拉桥,引桥上部结构为40m跨径简支小箱梁,下部结构为独柱桥墩。主要介绍:引桥独柱桥墩立柱截面尺寸的拟定与立柱水平线刚度计算;引桥桥墩在同等地震力作用下,纵、横向地震力对不同高度立柱的影响及桩基础布置规律。     

木结构双参数地震损坏准则及应县木塔地震反应评价

根据应县木塔层间模型(比例为110)的拟动力试验结果,考虑材料性能劣化和残损状态,得到了木塔实体结构四线型非线性恢复力模型;根据能量等效,分析计算了在选择的地震波作用下相应层的最大位移及不同损坏状态下各层的耗能;提出古建筑木结构的双参数地震损坏准则,初步划分了震害等级及标定参数。通过对地震引起的残损指标的计算,指出在烈度8度的地震影响下,应县木塔二、三层有倒塌的可能;在烈度7度的地震影响下,这两层可能产生严重破坏。发现在地震作用下,木塔各层倾斜和残损部分耗能能力的降低是木塔损坏加剧的重要因素。     

塔楼结构及其支护体系抗震性能分析

为了研究塔楼结构及其支护体系的动力稳定性、抗震性能,并分析支护结构对塔楼抗震性能的影响,以西安市某塔楼结构及其排桩挡墙为研究对象,基于ABAQUS软件建立三维仿真模型进行分析。结果表明:在0.2g(g为重力加速度)的El Centro波作用下,支护结构整体侧向位移划分为2个时间段,0 s≤t≤5 s支护结构在初始平衡位置往复振动,5 s<t≤30 s支护结构位移急剧增大,背土侧的水平位移达到10 mm后发生破坏; 动弯矩峰值出现在桩身高度16 m处,地震波幅值为0.1g时最大动弯矩为6 200 kN·m,当地震波幅值变化到0.2g时,最大动弯矩增加了3 900 kN·m,当地震波幅值变化到0.4g时,最大动弯矩增加了9 100 kN·m,随着地震波幅值增加,最大动弯矩增长幅度越来越大,说明地震波幅值对桩身弯矩的影响较大; 支护后的塔楼在8度设防烈度下各层最大水平位移在整体上小于支护前,小震作用下最大水平位移比支护前减小了2.27 mm,中震作用下最大水平位移与支护前基本持平,大震作用下最大水平位移比支护前减小了22.63 mm,支护后的层间位移角也略有减小,说明排桩挡墙有效保障了塔楼的抗震性能。     

竖向地震作用对超大型冷却塔结构的影响分析

采用ABAQUS有限元分析软件,分别对不考虑和考虑土-结构相互作用的超大型冷却塔结构进行了弹性和弹塑性时程分析,研究了竖向地震作用对超大型冷却塔结构的影响以及考虑土-结构相互作用后竖向地震作用影响的差异。结果表明:竖向地震作用对冷却塔塔壳的竖向加速度和竖向位移、塔壳喉部主应力影响明显,对支柱轴力有一定影响,对结构水平向的地震响应影响相对较小;考虑土-结构相互作用后,竖向地震作用对支柱的竖向加速度、支柱内力以及塔壳喉部的主应力影响略有增大。     

行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响。首先通过输入水平横波和纵波,考察行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响。     

主塔塔型对大跨度钢塔斜拉桥地震反应的影响

为研究钢塔斜拉桥在不同塔型下的地震反应,以实际桥梁工程为背景,从斜拉桥抗震设计的角度出发,利用反应谱方法分析了独柱塔、H型塔和钻石型塔三种塔型对斜拉桥地震反应的影响。结果表明:独柱式钢塔斜拉桥的纵飘周期最长,H型塔最短;独柱式塔的横向侧弯周期也最长,钻石型塔最短。纵向+竖向地震作用下,H型塔及其基础的地震弯矩较大,但塔顶和塔梁间地震位移较小;横向+竖向地震作用下,钻石型塔的塔柱地震轴力较大,独柱式塔较小,独柱式塔的基础地震弯矩需求也较小。总体而言,在7度地震区,对于钢塔及其基础,地震均不会控制设计。     

地铁上盖层间隔震结构竖向地震响应

为了考察地铁上盖大底盘-层间隔震塔楼在竖向地震作用下的响应,对大底盘-层间隔震塔楼竖向振型的特点、周期和振型质量参与系数进行了分析。在设防烈度竖向地震作用下,通过振型分解反应谱法和时程分析法考察大底盘-层间隔震塔楼结构的基底剪力、隔震垫反力和转换梁内力,研究塔楼高度、隔震层竖向刚度等参数对大底盘-层间隔震塔楼竖向地震响应的影响。结果表明:大底盘-层间隔震塔楼结构存在塔楼竖向主振型,随着塔楼高度增高,竖向主振型的周期和振型质量参与系数逐渐加大; 在设防烈度竖向地震作用下,塔楼底部竖向地震力与重力荷载代表值之比(垂重比)的平均值为0.35,比非隔震塔楼平均增大4.6%; 隔震垫竖向地震反力与重力荷载代表值下反力之比(反力比)的平均值为0.30; 大底盘转换梁竖向地震下弯矩与重力荷载代表值下弯矩之比(弯矩比)的平均值为0.31; 随着塔楼高度增大,垂重比、隔震垫竖向反力比以及转换梁弯矩比均相应减小。     

软土地基刚性桩复合地基动力离心模型试验

采用离心机-振动台系统对饱和软土地基中连续地震作用下上部结构-性桩复合地基体系的抗震问题开展试验研究。试验分析了结构和基础模型在水平输入地震作用下的加速度、位移以及桩身应变等响应规律。结果表明,基础板与桩顶之间设置砂垫层利于削弱传递到上部结构的水平地震力作用,发生较大地震时能有效减小上部结构的加速度响应;地震结束时基础瞬时沉降随地震强度增加而增大,但震后长期再固结沉降随地震强度变化不大;受周围土体地震软化行为影响,群桩荷载分担比例在震后有所降低;桩身峰值弯矩沿桩长分布形式明显不同于传统桩基础,且弯矩峰值较常规桩基减小不少。     

四川5.12地震楼顶钢塔破坏浅析

本文对四川5.12地震时楼顶塔普遍遭到破坏的鞭梢效应进行了分析。高楼对楼顶塔的水平地震作用起了放大作用。楼房顶部在水平地震作用下产生的加速度,使楼顶钢塔底部产生与其反向的惯性力,这个惯性力就是激励楼顶钢塔顶部桅杆鞭梢效应的动力荷载。由于桅杆的质量和刚度比塔架小得多,因此它所产生的加速度和位移比塔架大得多,于是导致弯折破坏。据此,为以后高楼建塔提出了相应对策。