大型单墩渡槽流固耦合动力分析

基于所建立的考虑流固耦合渡槽梁段单元动力分析模型,对单墩渡槽结构振动特性和在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.计算结果表明流体和槽身的横向动力相互作用对渡槽的横向低频振动影响较大,对横向高频影响较小.动力分析模型的正确性和可靠性说明该模型是考虑渡槽内水体流固耦合的实用的动力分析模型,计算结果可为大型渡槽抗震设计提供参考.     

基于(u_i,p)格式的U型渡槽动力特性及动力响应分析

结合沙河渡槽的设计要求,考虑渡槽在正常运行过程中槽内水体与槽身产生的动力相互作用,采用流固耦合的理论,建立了水体和结构的耦合场模型,然后对渡槽进行了振动特性分析,探讨了渡槽在6种工况下的模态变化范围,用拟静力法进行动力响应计算,得出渡槽结构在地震作用下位移和应力响应的最值及随时间变化的规律,为该渡槽的抗震设计提供依据.     

LRB隔震渡槽结构地震响应的简化计算方法

为探究采用铅芯橡胶隔震支座的大型渡槽结构地震响应的简化分析计算方法,本文针对某大型隔震渡槽进行了7度顺槽向地震响应分析.比较了双质点双线性模型、单质点双线性模型、改进后的单质点双线性模型和有限元模型的计算结果.分析了槽墩刚度、阻尼比对计算结果的影响.分析计算表明改进后的单质点双线性模型计算简便并能够满足精度要求,可以运用于实际工程的初步设计中.     

基于势流理论的渡槽结构动力特性对比分析

推导了基于势流理论的流固耦合系统的有限元基本方程,对两种U形截面(底部加厚和不加厚)的渡槽结构进行了动力特性计算和对比分析.在动力特性分析模型中,水体采用势流体模型进行模拟,考虑了流固耦合作用对渡槽结构的影响.通过对比分析得出:不同水深对两种U形截面渡槽的振型影响均表现在左右两槽横向反向弯曲振动上;底部加厚截面渡槽的横向刚度比底部不加厚截面渡槽的大,这使其能够承受较大水深水体的作用;底部加厚截面渡槽,由于底部纵向预应力筋张拉方便,因而被实际工程设计所采用.     

基于水体TLD效应的渡槽横向抗震研究

为了解决大型渡槽的地震响应问题,从水体的TLD效应出发,通过对渡槽的横断面尺寸调整对比分析,找出水体TLD控制力规律,并在渡槽中沿纵向设全长的隔板,以进一步改善渡槽的横向抗震性能,利用ANSYS软件建立渡槽结构的空间三维动力分析模型。计算结果表明:水体的TLD效应对渡槽的横向地震响应有较大影响;沿槽中纵向增设隔板后,其地震响应进一步减小。     

流固耦合系统的位移-压力(u_i,p)格式在U型渡槽抗震分析中的应用研究

针对大型U型渡槽槽形特征和抗震设计问题,建立了适于U型渡槽流固耦合(FSI)系统动力分析的位移-压力(u_i,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI系统的(u_i,p)格式建立渡槽槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学模型,采用非对称模态提取法求解了4种水深下渡槽的动力特性,并用隐式-显式积分算法计算了4种水深、2种强震作用下大型渡槽的动力响应.计算结果表明,基于FSI的(u_i,p)格式,考虑到槽体与水体的相互作用,适应曲边FSI边界条件.简化了计算模型,提高了计算精度,同时也得出不同水深、不同激励下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律等结论,可为大型渡槽及同类工程抗震设计提供参考.     

南水北调中线双洎河渡槽横杆受力分析

以南水北调中线工程中的双洎河渡槽为例,针对渡槽横杆的受力状况,采用三维有限元技术,建立了渡槽槽身的力学模型。对不同高宽比渡槽和不同槽内水深下的渡槽横杆的轴力进行了计算分析,得出了不同高宽比和槽内水深对渡槽横杆轴力的影响规律。     

渡槽结构动力性能的有限元分析

为分析南水北调水利工程某渡槽的结构动力性能,以便对工程设计提供有力支持,采用８结点空间块体单元对渡槽进行有限元离散,借助ＳＡＰ９３有限元分析软件,对该渡槽进行４种工况（槽内无水、槽内有水、渡槽无伸缩缝、渡槽有伸缩缝）下的模态分析及地震荷载作用下的动力响应时程计算,结果表明：在无水情况下,无伸缩缝时的各阶频率均大于有伸缩缝时对应的各阶频率;在渡槽有水民政部下也有同样的结果,对于具有相同结构的渡槽,无     

半椭圆形薄壳渡槽横向内力分析

普通Ｕ形薄壳渡槽底部槽身内壁拉应力过大,渡槽的抗裂防渗难于满足。而且一般需要设横向拉杆,给特大型渡槽设计带来不便。为此,提出一种不设横向联系杆的半椭圆形薄壳渡槽结构,其槽身拉应力可人为调节,可供有关工程设计参考。     

渡槽结构动力性能的有限元分析

为分析南水北调水利工程某渡槽的结构动力性能,以便对工程设计提供有力支持,采用８结点空间块体单元对渡槽进行有限元离散．借助ＳＡＰ９３有限元分析软件,对该渡槽进行４种工况（槽内无水、槽内有水、渡槽无伸缩缝、渡槽有伸缩缝）下的模态分析及地震荷载作用下的动力响应时程计算．结果表明：在无水情况下,无伸缩缝时的各阶频率均大于有伸缩缝时对应的各阶频率;在渡槽有水情况下也有同样的结果．对于具有相同结构的渡槽,无水时的各阶频率均大于有水时相应的各阶频率     

水润滑橡胶轴承动态刚度和阻尼测试方法研究

针对水润滑橡胶轴承动态刚度和阻尼测试过程中信号混杂等问题,采用了频谱分析法来测定其动力参数,从而有效避免来自外部环境中的信号干扰,使得试验结果更加准确、可靠。试验采用两次激振法对正置结构的水润滑橡胶轴承试验台进行两次不同频率激振,与以往的激振输入输出不同,该测试方法的输入量为位移激振,输出量为力,然后通过频谱分析法,计算出水润滑橡胶轴承的动力特性。最后,利用该方法研究了载荷和转速对水润滑橡胶轴承动力特性的影响。研究表明该方法能有效避免旋转轴涡动产生的径向不平衡力所造成的激振力难以准确控制等问题,提高了测试精度和准确度,为水润滑橡胶轴承动态刚度和阻尼测试提供了新手段。     

顶部设置水箱的砖混建筑结构减震措施研究

从实际工程出发,针对顶部设置水箱的砖混建筑结构,设计了一种在主结构顶部利用叠层橡胶支座提供刚度、水箱充当质量的方法构造ＴＭＤ装置,从而为这类建筑结构提供了一种简单实用、安全经济、效果明显,且易于实施的砬震措施,经算例分析探讨了这种ＴＭＤ－结构体系在多种地震波作用下的减震效果及参数影响,得到了参数的最佳取值范围。     

大直径建筑叠层橡胶隔震装置温度相关性及老化性能研究

针对隔震建筑中隔震层采用隔震装置多为叠层橡胶隔震支座,其力学特性是否受自然界温度的变化、日照风吹及长期持荷的影响,一直为研究者和设计师们所关注.为此,以足尺叠层橡胶隔震支座为研究体,经系统试验研究其温度特性(-20℃～+40℃);温度为100℃时,恒温时间240 h和336 h状况下老化特性;老化前后相关性能对比;老化后极限性能及120次反复循环加载后的基准性能.结果表明:温度对叠层橡胶隔震支座的竖向刚度、水平刚度、屈服力及等效阻尼比具有不同程度的影响;其耐老化寿命可达到20℃×60 a以上有着不短于工程结构的使用寿命50 a;为隔震技术在建筑领域中推广应用提供重要依据.     

关于用小应变振动法预测桩的承载力

采用常见桩土系统计算模型,本文导出了桩顶机械导纳曲线特征参数与桩土系统工程力学量间的理论关系,由此说明了用小应变振动法预测桩承载力的可行性及其适用条件。本文结果有益于提高用振动法检测柱身质量和单桩承载力的可靠性。     

T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。     

西安某高层住宅楼橡皮土地基处理方案研究

针对西安某高层住宅楼施工过程中出现的橡皮土、河床土、沙层等特殊土质现象,比对前人研究成果,提出采用换置土层、添加粘土砖等加固存在橡皮土的不良地基,以及在沙带施工过程中填充碎石并洒水增加碎石与原沙土的粘结作用等地基处理措施.对加固后的地基的承载力力学特性进行了现场试验检测.研究结果表明:三标和四标针对同一种类型的不良地基采取的不同措施均能够满足设计要求的承载力,很好地解决了地基土不良反应问题.此处理方案可以经济、有效地加固湿陷性黄土地基.     

钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙抗震性能试验

为了进一步探讨钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙的抗震性能,对2组4片中高砖砌体墙试件进行了低周反复荷载试验,2组试件的高宽比分别为1．33和2．0。介绍了砖砌体墙和加固试件的破坏过程,对比分析了各试件的承载力、变形及抗侧刚度等抗震性能差异。最后,针对中高砖砌体墙的受力特点,结合试验结果提出了钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙的构造措施建议。研究结果表明：钢筋网-水泥砂浆面层可以明显提高中高砌体墙的水平承载力和变形能力,亦可以一定程度上提高其抗侧刚度。     

铅芯橡胶支座隔震桥双向地震响应影响因素研究

考虑铅芯橡胶支座双向耦合作用更能模拟LRB隔震桥在地震波作用下的实际响应。文章以一座典型三跨连续梁桥为工程背景,通过对结构的离散建立包含铅芯橡胶支座出力的全桥有限元分析模型,采用Bouc—wen模型模拟LRB的非线性双向耦合特性,采用增量形式的Newmark方法和龙格库塔法联合求解非线性动力方程。通过比较在不同的桥梁结构几何参数和支座参数下的地震响应来研究这些参数对双向隔震桥地震响应的影响。数值结果表明,桥墩刚度和支座初始刚度、硬化比和屈服强度对LRB隔震桥响应影响很大,在进行隔震设计时,必须对以上参数进行优化设计,选择最合理的参数,使地震响应降到最低。     

半椭圆薄壳渡槽过水断面简捷设计方法

针对超大型渡槽设计中的特殊问题,提出半椭圆型薄壳渡槽并分析其过水断面计算方法,使用ＭＺＡＴＬＡＢ语言开发出半椭圆型渡槽水力计算图算法关系曲线与Ｕ型渡槽水力计算软件ＡＷＣ,验算渡槽的输水能力或决定渡槽的底坡,确定渡槽的截面尺寸。可供类似渡槽、明渠设计参考。