流固耦合对大型脱硫塔动力特性的影响

以大型火力电厂300 MW机组脱硫塔结构为原型,对该结构缩尺比例为1∶15的模型进行室内振动台试验,通过输入不同加速度峰值的正弦波与地震波,研究了脱硫塔模型结构的流固耦合动力特性,并与不考虑流固耦合的情况进行了对比。结果表明:在相同加速度峰值的正弦波作用下,考虑流固耦合的塔体加速度峰值反应小于无液体时的情况;随着输入地震波曲线与种类的改变,结构的动力反应也会随之改变,同时流固耦合情况下结构的反应与无液体时有明显区别;所得结论为深入研究薄壁开口结构在各种地震波作用下的流固耦合动力特性和制定相关规范提供了科学依据。     

单层钢框架结构振动台试验与数值模拟对比分析

基于振动台试验结果,采用有限元分析软件ETABS和时程分析法分别模拟单层钢结构模型在不同的地震波及地震加速度峰值条件下的地震反应。在相同加速度峰值的地震波作用下,模型结构的地震反应数值模拟结果与振动台模型试验实测结果吻合良好,证明本文的分析模型及方法是可行的,可作为振动台结构模型试验的辅助工具。     

钢框架-筏基结构与土相互作用试验研究

介绍了室内土槽中1∶4钢框架模型的低频激振试验,利用激振器输出地震波激振钢框架模型,拾振器测量楼层加速度和位移响应,通过频谱分析测得模型的基频和自振周期,求得减震系数。采用SAP 2000对刚性地基上模型输入与试验相同的地震波,计算出模型的基频、自振周期、顶层加速度峰值和顶层位移峰值,并与试验值进行对比。结果表明,考虑土-结构相互作用后,结构的自振周期均有所延长,刚度相同、楼层质量大的模型周期延长比较大,顶层位移峰值增大,加速度峰值减小。绘制出位移放大系数和加速度折减系数随结构刚度的变化曲线,对位移放大系数和加速度折减系数随结构 (k/m)的变化规律进行拟合,得到可供工程抗震设计参考的拟合曲线。     

传统风格建筑钢筋混凝土框架拟动力和拟静力试验研究

通过对一榀1∶2缩尺传统风格建筑钢筋混凝土框架模型进行拟动力和拟静力试验,研究了传统风格建筑框架的地震反应、能量耗能、刚度退化及滞回性能等抗震性能。拟动力试验结果表明,相同地震波作用下,随着加速度的增加,结构的位移逐渐加大;不同地震波在相同峰值加速度的情况下,框架模型的位移时程曲线表现有差异,其中El Centro波影响最大,汶川波影响最小。拟静力试验结果表明,框架滞回曲线较为丰满,说明在低周反复荷载作用下具有较强的耗能能力。框架柱柱顶由于内插了方钢管柱,节点核心区的抗裂性能得到了很大的提升,节点刚性制约了梁柱节点的变形,从而提高了整个框架的抗震性能和变形恢复能力。     

地震波入射角对盆地地震反应影响的数值分析

利用二维时域非线性场地地震反应分析程序,针对不同坡角的盆地,利用不同峰值、不同卓越频率、不同入射角度的Ricker波作为输入基岩的SH波,研究地震波入射角、卓越频率以及盆地坡角对盆地地表地震反应的影响,研究表明:盆地地表加速度峰值(PGA)比例系数的最大值不一定出现在地震波垂直入射时,而大致在5°~25°之间,按垂直入射得出的计算结果在某些部位可能偏于不安全,在场地地震安全性评价工作中应适当考虑地震波入射角对场地地表地震反应的影响,综合确定场地地震动参数;同时,随着地震波入射角的增大,加速度反应谱峰值有减小的趋势;入射地震波卓越频率越大,对盆地地表加速度峰值有影响的地震波入射角变化范围越小;随着入射地震波卓越频率的增大,同一测点的加速度反应谱曲线逐渐向左"走移";盆地坡角对盆地地表加速度峰值分布模式有重要的影响,当盆地坡角较小时,盆地边缘处的地震反应最为强烈,而盆地中部地表的地震反应相对较弱,随着盆地坡角的增大,反应强烈位置逐渐远离盆地边缘向中部转移。     

液化土中对称双斜桩动力反应特征及p-y曲线规律试验研究

地震作用下液化土中桩基动力反应一直是岩土工程抗震研究的热点问题,基于非液化土和饱和砂土中对称双直桩和对称双斜桩电磁式振动台试验,在试验中输入不同地震动强度的正弦波和El-Centro地震波,对比研究非液化土和饱和砂土中,直、斜桩水平动力反应特征、桩身弯矩分布及p-y滞回曲线规律。试验研究结果表明：(1) 无论是正弦波输入还是El-Centro地震波输入试验,随着加速度峰值的增加,斜桩承台加速度和位移反应放大值均低于相同工况下的直桩基础,尤其在砂土液化时斜桩的水平抗震性能表现更好;(2) 在非液化砂土中,斜桩和直桩弯矩均较小,而当饱和砂土发生液化后,斜桩的最大弯矩是直桩3倍左右,桩顶和距离桩端0.16 m处,直桩的最大弯矩则主要集中在桩顶与承台连接处;(3) 斜桩p-y曲线包络面积更大,利于能量耗散,在非液化砂土中斜桩p-y滞回曲线整体斜率低于直桩,在饱和砂土中其整体斜率则高于直桩。因此,在进行液化土中桩基抗震设计时,斜桩的整体性能优于直桩基础,但在设计时应增强斜桩桩身的局部抗弯刚度以抵抗较大的弯矩作用。研究成果对可液化土层中工程斜桩抗震设计理论具有重要的参考价值。     

组合模态推覆分析法在某超限高层剪力墙结构中的应用和验证

传统的推覆分析方法按一阶模态进行推覆分析,不考虑高阶振型的影响,在高阶振型影响较大的超高层结构的分析中,存在较大的误差。本文中使用考虑高阶振型影响的组合模态对某超高层剪力墙结构进行推覆分析。并将得到的整体反应结果与动力时程结果进行对比,把其中最接近推覆分析层位移曲线或层间位移曲线包络的地震波作为时程分析输入地震波。然后将此地震波双向或三向输入进行时程分析,从构件到结构层面进行详细的抗震性能评估。采用组合模态推覆分析法得到的目标位移和层位移曲线等物理量具有地震反应统计平均值的意义,即使最终推覆分析不用于设计,但仍可以作为辅助依据来指导时程分析中地震动加速度的选取,以减小非线性动力分析的离散性。     

地震荷载特征及其对砂土震陷影响试验研究

介绍美国最新一代动循环单剪系统的组成及其特点,分析原始真实地震荷载的输入方法,并对真实地震荷载的输入有效性进行验证。以美国Filter净砂为对象,选择冲击型与振动型地震波作为试验输入荷载,考虑砂土相对密度、上覆荷载,设计不同试验工况研究地震荷载特征及其对砂土震陷的影响,共计试验组数202组。试验结果表明：在同一砂土相对密度和上覆荷载条件下,振幅相同的振动型地震波引起的砂土震陷比冲击型地震波引起的砂土震陷大;砂土震陷主要由最大地震荷载峰值之前的各个较大峰值的地震波引起,其中最大峰值对应的地震波引起的砂土竖向应变最大;对于最大峰值之后的地震波,其峰值应达到该地震波最大峰值的80%左右才对砂土变形具有较明显的贡献作用;冲击型地震波最大峰值之后的各地震波对砂土变形影响不明显;对于振动型地震波,其最大峰值之前及最大峰值之后一定范围内的地震波作用共同决定着砂土变形的大小。     

Shaking table test of super high-rise structure on liquefied ground

为了研究液化地基上超高层结构在地震作用下的动力特性和动力响应,设计了液化场地超高层结构模型,并对其进行振动台试验。分析了超高层结构的自振频率、阻尼比、振型、加速度响应、位移反应、结构顶层加速度响应组成和地基孔隙水压力。结果表明：随着加速度峰值的增大,结构的自振频率下降,阻尼比增大;由于结构刚度变化不大,结构振型曲线的形状变化不明显;结构的动力响应不仅与输入地震波的加速度峰值有关,还与地震波的频谱特性有关;结构顶层的加速度反应主要由结构弹塑性变形加速度分量组成,其次是基础转动引起的摆动加速度分量和平动加速度分量;当地震波加速度到达第1个峰值时,砂土层的超孔隙水压力存在负值。     

液化地基上超高层结构模型振动台试验研究

为了研究液化地基上超高层结构在地震作用下的动力特性和动力响应,设计了液化场地超高层结构模型,并对其进行振动台试验。分析了超高层结构的自振频率、阻尼比、振型、加速度响应、位移反应、结构顶层加速度响应组成和地基孔隙水压力。结果表明:随着加速度峰值的增大,结构的自振频率下降,阻尼比增大;由于结构刚度变化不大,结构振型曲线的形状变化不明显;结构的动力响应不仅与输入地震波的加速度峰值有关,还与地震波的频谱特性有关;结构顶层的加速度反应主要由结构弹塑性变形加速度分量组成,其次是基础转动引起的摆动加速度分量和平动加速度分量;当地震波加速度到达第1个峰值时,砂土层的超孔隙水压力存在负值。