输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应研究

通过数值模拟对输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应进行了研究。采用有限元程序分别建立了单塔和塔线耦合体系的三维有限元模型,进行模态分析和动力时程分析。对单塔和塔线体系的动力特性和在水平、摇摆和水平-摇摆耦合地震作用下的响应时程分析结果进行了对比研究。结果表明,输电线对输电塔横导线方向和顺导线方向的地震响应的影响不同,将减小输电塔横导线方向的地震效应,而将增大输电塔顺导线方向的地震效应;相比单一水平地震作用,输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应更加显著。对于输电塔等高柔结构来说,抗震设计时考虑地震动摇摆分量的影响是很有必要的。     

输电塔线耦联体系的地震作用影响研究

通过振动台试验与数值模拟,对输电塔线耦联体系中导线对塔体地震响应的影响进行了研究。以某输电塔线体系为工程背景,设计了单塔、三塔两线缩尺试验模型,并进行了振动台试验。另外,采用有限元程序建立模型,其中,塔线的有限元模型里分别设置了不同的悬挂导线质量,并进行了动力时程分析。结果表明:由白噪声扫频结果可得,输电塔悬挂导线后结构自振周期略有增加,但增幅不大;导线对输电塔体地震反应有一定程度的减弱影响,并且不同方向的地震作用下,其影响不同;不同导线质量对塔线模型地震反应存在不同程度的影响,并且不同方向的地震作用下,导线质量对塔线模型响应的影响也不同。     

鼓型输电塔的模态分析及地震荷载下的响应

为研究输电塔的动力特性,以新密市煤炭局某一输电线工程为背景,利用ANSYS有限元分析软件建立鼓型输电塔的三维模型,研究角钢朝向对结构自振频率的影响,并进行了输电塔的模态分析及在地震作用下的瞬态分析.结果表明:角钢不同朝向对塔的自振频率有一定影响;由于振型的多样性,鼓型输电塔的动力特性较为复杂;在地震激励下,结构横担下局部区域位移和加速度均较大,局部刚度较小.这为进一步对鼓型输电塔的结构优化、修改和加固提供了可靠的理论依据.     

输电塔线体系在多维地震激励下的响应分析

通过数值模拟研究了多维地震激励下高压输电塔线体系地震响应。建立了输电塔线耦联体系三维有限元模型,考虑了输电线的几何非线性特征;依据《电力设施抗震设计规范》选取了不同场地的12条地震记录;利用非线性时程分析方法,分别研究了单维、双向和多维地震激励下输电塔线体系的地震响应。研究结果表明,输电塔线体系在多维地震激励下的响应明显地大于仅考虑单维地震激励,特别是仅考虑竖向地震激励的情况,在分析中忽略地震动的多维性将会低估结构的地震响应。为了得到精确的结构地震响应并更好地进行输电塔线体系的抗震设计,需要考虑多维地震输入。研究结果可为输电线路实际工程抗震设计提供参考。     

鼓型输电塔的固有模态及地震荷载下的动力学响应分析

为研究输电塔的动力特性,以新密市煤炭局某一输电线工程为背景,利用ANSYS有限元分析软件建立鼓型输电塔的三维模型.研究了输电塔固有模态及在3种典型地震作用下的瞬态分析.由振型的多样性显示鼓型输电塔的动力特性较为复杂;在地震激励下,结构横担下局部区域位移和加速度均较大,显示局部刚度较小;在水平方向上,El-centro波对输电塔的加速度影响比其他两种地震波要大.研究结果为鼓型输电塔的结构优化、修改和加固提供了可靠的理论依据.     

大跨越输电塔在线路断线作用下的动力响应

基于有限元程序ANSYS/LS-DYNA,分别建立以等效弹簧代替塔对线路作用的导线、地线模型和以等效弹簧代替线路对输电塔作用的直线塔模型.利用显式积分法对导线和地线的断线进行动力有限元仿真分析,并将悬垂点的纵线向支座动反力施加在直线塔上,分析导线、地线断线对直线塔的动力作用.该方法既考虑了塔和线的耦联作用,又避免了,建立复杂的塔-线体系模型.研究表明,地线断线对输电塔的冲击作用较小,导线断线对输电塔的冲击作用较大.     

输电塔-线体系断线冲击分析

输电线路工程是重要的能源传输工程,但由于输电线路大多架设于乡间野外,长年累月受到环境荷载的作用,极有可能发生导线断裂事故.为了探究断线对输电塔-线体系的冲击作用,运用ABAQUS有限元软件建立“四塔三线”模型,模拟不同输电线断线工况下的动态过程,开展了断线后输电塔的受力分析.基于定义的冲击系数,分析了断线前后输电塔主材...     

FPS型MTMD在输电塔减震中的应用

输电线路不可避免地穿越高烈度地震区,地震作用不可忽视。FPS型MTMD是一种结构简单、安装方便、限位和复位性能好的减震装置。本文设计了一种质量板在四个球面上滑动的FPS型MTMD减震系统,并安装在某输电塔的横担处。利用有限元软件ANSYS,在考虑了导线的几何非线性基础上,建立了输电塔-导线体系的空间有限元分析模型,并用质量-弹簧单元模拟FPS-MTMD系统,研究减震系统对输电塔线体系的减震作用。结果表明,该装置对输电塔有较好的减震效果,能够有效地减小输电塔的地震反应,为进一步研究和工程应用提供依据和参考。     

输电塔线体系的动力响应分析

以有限单元法为理论依据,建立了较精确的塔线体系模型,先对其进行模态分析,可以得出塔线体系主要振型与单塔振型接近,只是耦合了导、地线的模态;然后对单塔和塔线体系两种模型分别进行地震响应分析,通过对比可以得出:导、地线的存在使输电塔的位移和加速度响应有所减小,在一定程度上起到了类似阻尼器的作用,但因为导、地线的质量不可忽视,塔底支座各个方向的反力并非都减小,设计时应综合考虑输电线对输电塔的影响.     

强风作用下输电杆塔损伤破坏特点研究

研究了强风作用下输电杆塔风致响应特点及其破坏特征。建立了输电塔线体系的强风荷载模型和风荷载模拟方法。随后建立了输电杆塔分析模型和输电线的非线性有限元模型。进一步的组集形成了输电塔线体系有限元模型,并建立了输电塔线体系在风荷载作用下的运动方程。以某实际输电线路为工程背景,研究了输电杆塔的风致响应特点。设计建造了输电塔线体系气弹模型,开展了输电塔线体系抗风性能风洞试验,研究了杆塔风致损伤破坏特点。结果表明:输电杆塔是风敏感结构,在强台风作用下其容易发生承载力不足的损伤破坏,破坏位置一般位于杆塔中下部区域。     

地震作用下输电铁塔非线性动力反应分析

给出了考虑塔架几何非线性和材料非线性的分析方法.采用有限元分析软件ANSYS建立了沈阳地区某输电塔的有限元模型,并对该模型进行了非线性地震反应分析.分析结果表明,输电塔结构考虑导线影响后的动力特性有较大改变,非线性分析结果验证了导线的影响随着档距的增加而增大的结论,但与线性分析结果相比,输电铁塔顶点位移反应有了加大.因而,在输电塔结构抗震设计中,有必要考虑导线影响时的非线性分析.     

考虑液体晃动和罐底提离储液罐的研究

一直以来没有一个简便、有效的模型来模拟壳-液的多种移动边界、几何大变形和流体液面大幅晃动、粘性等多种非线性因素耦合作用的三维的地震反应分析问题.运用大型有限元程序ANSYS中的单元建立考虑液体晃动和罐底提离的储液罐模型,分析了地震作用下无锚固储液罐的动力响应.通过与经典的C lough试验结果进行比较,验证了所建模型的可靠性.模型在数值分析结果中成功的再现了液面的大幅晃动的现象和无锚固储液罐的罐底提离现象.     

考虑不确定性的某输电塔地震反应分析

考虑结构本身的不确定性,基于蒙特卡洛随机抽样方法,利用大型通用有限元程序ANSYS,对结构进行弹塑性时程分析,获得结构顶点位移随机分布数据,发现结构本身的不确定性因素对其在地震作用下的反应有较大影响.     

基于神经网络的混凝土斜拉桥健康状态评估

根据混凝土斜拉桥的结构特点,以双连体独塔斜拉桥为工程依托,通过建立实桥动力有限元模型,以模态分析结果为桥梁健康状态评估提供数值模拟试验模型及试验数据。借助Matlab图形用户界面,选择神经网络参数(网络的类型、网络拓扑结构、各层传递函数、特征参数、数据前处理方法及训练样本个数),构建BP神经网络,在对混凝土斜拉桥结构健康状态评估模型研究的基础上,提出了基于人工神经网络的评估技术,并通过实桥应用,完成对样本矢量的输入,以及对所建网络的训练,为实现混凝土斜拉桥健康状态评估提供合适的工具。结果表明,该方法能够有效反映在用混凝土斜拉桥结构的健康状态。     

框架复合隔震结构地震响应分析

以某六层框架复合隔震结构为例,运用有限元分析程序,对一般抗震结构、纯夹层橡胶隔震结构和复合隔震结构三种方案进行了地震作用下的动力响应分析,从分析结果得出纯橡胶隔震结构和复合隔震结构有明显的隔震、减震效果。复合隔震结构从结构的造价和抗震安全度更能体现其优越性,这对复合隔震结构的设计和分析有一定的意义。     

基于小波包分析的输电塔螺栓松动损伤识别方法

高压输电铁塔结构健康监测对保证输电线路安全运行具有重要意义,输电塔结构发生破坏时,节点板螺栓首先会发生松脱,有必要对节点板上的螺栓进行损伤识别。用ABAQUS有限元分析软件建立输电塔结构多尺度模型,利用小波包变换,引入小波包能量变化率作为损伤识别指标,提取出螺栓周围测点的动应变数据,对塔腿处一块节点板螺栓松动的不同工况进行损伤识别;以基于物联网技术的传感器为信号传输设备,利用高精度的PVDF压电薄膜应变片为数据采集设备,在实际输电塔结构底部施加激励荷载,提取节点板上测点的动应变对该损伤识别方法进行试验验证。结果表明,该损伤识别指标对测点附近的螺栓松动较敏感,并且在所有测点处的最小值能较好地识别出节点板的损伤程度。     

H型斜拉桥桥塔横桥向结构抗震设计与分析

在工程实际中,通常需要在满足静力需求的基础上大幅提高塔底和横梁截面的配筋率来满足斜拉桥桥塔在罕遇地震作用下既定的性能目标,这种做法不仅不够经济,同时也增加了下部桩基础的抗震需求。通过对 H型桥塔斜拉桥桥塔结构设计参数进行研究,探讨了斜拉桥桥塔上横梁位置、塔柱横梁刚度比、上横梁与塔柱的约束条件以及桥塔上横梁进入塑性的程度对斜拉桥桥塔横桥向地震响应的影响。结果表明：斜拉桥桥塔上横梁位置变化、横梁刚度变化以及考虑上横梁的屈服耗能均能改变桥塔横桥向的地震响应,但结果并不显著,而改变上横梁与塔柱的约束条件能显著降低桥塔的横桥向地震需求。     

塔架结构模态特征及地震时程分析

利用有限元软件ANSYS,以密平线改建工程中的一个塔架为研究对象,建立了空间有限元模型,对其进行模态分析得到前10阶自振频率和振型,并分析振型特点,然后采用时程分析法研究输电塔在3种不同地震波作用下的地震响应.分析结果表明,地震作用下铁塔支座反力和反弯矩较静荷载作用下有大幅增长,并且不同类型地震波的加速度响应幅值差别很大,说明弄清楚建筑结构所处场地的类别是设计的关键因素,设计时地震作用对基础的影响不可忽略;塔头控制结点位移符合抗震规范的要求,为进一步控制研究提供了理论基础.     

隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析

为研究隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震结构的地震响应的影响,以一底盘为3层、塔楼为8层的隔震结构模型为背景,分别将隔震层设置在基础、底盘1层和3层柱顶、塔楼1层柱底和柱顶,由此建立5个隔震结构模型,采用时程分析法,对比结构在地震作用下的响应。结果表明:相对于抗震结构,5种隔震结构地震响应都有显著的降低,随着隔震层位置的升高,层间隔震结构隔震效果逐渐降低;与隔震层直接相连的下支墩独立柱的层间位移都出现放大的现象;大底盘隔震结构首层的层间位移都出现不同程度的放大现象。