多重不确定性下的电气设备地震失效风险评估

电气设备的地震失效风险是进行电气设备抗震设计时的关键参数。考虑地震动、电气设备结构、电气设备性能指标及人为认知等多重不确定性,提出了考虑多重不确定性的电气设备地震易损性及地震失效风险的评估流程。算例结果表明,多重不确定性对电气设备的地震易损性及地震失效风险有较大影响。现有条件下,电气设备数值分析模型的认知不确定性造成了较大的标准差。抗震设防烈度及抗震设防地震动加速度峰值与电气设备地震失效风险之间不呈正相关关系。在评估电气设备的地震易损性及地震失效风险时,需考虑多重不确定的影响。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究EI北大核心CSCD

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4 g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

第二代基于性能地震工程中的地震易损性模型及正逆概率风险分析

第二代基于性能地震工程理论中的地震易损性主要是指结构构件以及非结构构件的抗震能力,与传统地震风险理论中的地震易损性定义和内涵并不相同。为了澄清二者的不一致性,首先介绍传统地震风险理论中地震易损性的定义和概率模型,然后指出第二代基于性能地震工程理论存在五个层次的地震易损性模型：地震需求易损性模型、抗震能力易损性模型、地震损伤易损性模型、地震损失易损性模型和抗震决策易损性模型,指出了这五种模型的区别及其相互关系,推导得到了地震需求易损性模型和地震损伤易损性模型分布参数的解析表达式。在此基础上,根据不同的不确定性传递路径,提出了正向PBEE和逆向PBEE的概念,以通过不同方式求解第二代基于性能地震工程理论的风险积分公式。基于地震危险性函数的近似表达式以及地震易损性模型及其分布参数的解析表达式,通过正向PBEE和逆向PBEE方法,分别得到了具有相同表达形式的工程需求参数EDP、地震损伤DM和决策变量DV三个层次的概率地震风险表达式。通过该文的研究,将传统地震风险分析理论与第二代基于性能地震工程理论统一在一致的理论框架之中。     

桥梁系统地震多维易损性分析

综合考虑地震地面运动以及性能极限状态的不确定性,提出了基于多地震需求参数分析的桥梁系统易损性评估方法,将易损性概念从一维扩展到多维。该方法首次提出服从多元对数正态分布的概率地震需求模型探讨桥梁体系各构件响应相关性,同时考虑各构件性能极限状态的相关性建立多维性能极限状态方程,确定结构失效域,通过MonteCarlo模拟计算系统多维地震易损性。以某一钢筋混凝土多跨连续梁高速公路桥为算例,通过非线性动力分析法获得最大响应样本,利用最大似然估计求得概率地震需求模型未知参数,计算体系多维易损性,并与构件易损性相比较。结果表明：桥梁体系多维易损性较构件易损性偏大,可避免用单一构件易损性代替系统易损性产生的非保守估计,预测结果更利于工程安全,为桥梁修复加固和交通系统可靠性分析提供理论依据。     

桥梁结构地震易损性研究进展述评

随着基于性能的地震工程全概率决策框架的提出,要求从概率的角度对桥梁结构的抗震性能进行评估,结合结构地震响应分析和结构损伤分析的地震易损性分析受到广泛关注。为了促进国内桥梁结构地震易损性研究的发展,首先回顾了易损性研究的历史阶段与发展过程,评述了国内外桥梁结构地震易损性的研究现状;在此基础上介绍了地震易损性分析的基本原理和研究方法：分别从经验型、理论型以及经验-理论相结合的角度详细介绍了常用的易损性分析方法和一般过程,指出了当前研究中遇到的问题以及存在的局限性;最后,对桥梁结构地震易损性的应用前景和发展方向进行了展望。总结既有研究成果表明,环境因素、地震动、场地条件以及桥梁自身参数等的不确定性问题,地震动强度参数和结构能力指标的合理选择问题,各主要构件之间的相关性及其对桥梁结构整体抗震性能的贡献问题等都是桥梁结构地震易损性研究领域的重要内容。此外,对于更为复杂的情况,包括液化或特殊场地以及特殊大跨度桥梁等的研究,都将对桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

桥梁结构地震易损性研究进展述评EI北大核心CSCD

随着基于性能的地震工程全概率决策框架的提出,要求从概率的角度对桥梁结构的抗震性能进行评估,结合结构地震响应分析和结构损伤分析的地震易损性分析受到广泛关注。为了促进国内桥梁结构地震易损性研究的发展,首先回顾了易损性研究的历史阶段与发展过程,评述了国内外桥梁结构地震易损性的研究现状;在此基础上介绍了地震易损性分析的基本原理和研究方法:分别从经验型、理论型以及经验-理论相结合的角度详细介绍了常用的易损性分析方法和一般过程,指出了当前研究中遇到的问题以及存在的局限性;最后,对桥梁结构地震易损性的应用前景和发展方向进行了展望。总结既有研究成果表明,环境因素、地震动、场地条件以及桥梁自身参数等的不确定性问题,地震动强度参数和结构能力指标的合理选择问题,各主要构件之间的相关性及其对桥梁结构整体抗震性能的贡献问题等都是桥梁结构地震易损性研究领域的重要内容。此外,对于更为复杂的情况,包括液化或特殊场地以及特殊大跨度桥梁等的研究,都将对桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

基于易损性方法评估楼板对结构抗震性能的影响

结构地震易损性分析是评估工程结构地震灾害损失的关键。基于增量动力分析(IDA)方法和性能化设计理论,结合抗震规范对结构破坏状态的定义和限值的规定,得到结构抗震能力概率函数;应用IDA 方法,获得结构地震需求函数,提出了有效评估整体结构地震反应的基于性能的易损性分析方法。通过对一考虑和不考虑楼板作用的钢框架结构进行地震易损性分析,从破坏概率的角度进行破坏状态评估和地震风险性分析,得出楼板效应将导致结构延性和抗震性能下降、显著降低结构抗地震倒塌能力和改变倒塌模式等结论,为结构抗震设计、加固和震后地震灾害的损失评估提供参考。     

层屈服后刚度对地震响应离散性影响的研究

结构的弹塑性地震响应通常具有很大的离散性,使结构在大震下的性态难以把握,给基于性能抗震设计方法的实现带来困难。除了地震波本身的随机性原因外,结构弹塑性地震响应的离散程度还与结构自身的抗震性能有很大关系。该文基于大量弹塑性地震响应数值分析,研究了结构屈服后刚度对结构弹塑性地震响应离散性的影响。研究表明:结构屈服后刚度退化越小,因结构自身原因导致的弹塑性地震响应离散性也越小。基于该研究结果,该文指出具有主-次结构体系的抗震结构,可有效控制结构的抗震性能,有利于实现基于性能抗震设计。     

基于向量IM的钢筋混凝土桥墩地震易损性分析

该文基于向量形式的地震动强度度量参数(Intensity Measure,IM),建立了一种预测钢筋混凝土(RC)桥墩损伤水平的地震易损性分析方法。以某城市桥梁为研究对象,考虑桥梁结构本身的不确定性以及地震动的不确定性,采用基于向量IM的易损性曲面对RC桥墩进行了地震易损性分析,对不同损伤状态下RC桥墩的易损性进行了研究。研究表明:由于地震荷载的复杂性,在进行RC桥墩地震易损性分析时,标量IM往往会忽略地震动的其他重要特性。向量IM因其包含了更多的地震动信息,能够显著地降低对于RC桥墩损伤水平预测的离散性,因而具有重要的研究价值。与传统标量IM形成的易损性曲线相比,该文提出的基于向量IM的易损性曲面可以有效地反映第二个地震动强度度量参数引起的RC桥墩易损性失效概率的变化。因此,采用向量IM进行RC桥墩的地震易损性分析能够更加准确地对RC桥墩的抗震性能做出评估。     

容性设备绝缘在线监测系统应用研究

本文介绍了220kV变电站电气设备绝缘监测系统的技术方案。从系统的现场总线、本地测量单元(LC)、中央监控器(SC)、数据管理系统(PC)四大部分构成分别简述了电气设备绝缘监测系统的基本原理,论证了系统对容性设备绝缘在线监测的可行性,为下一步在各变电站推广运用提供了理论依据。     

吊顶系统抗震性能研究综述

地震后吊顶系统破坏会造成严重经济损失,并影响建筑物震后正常使用及功能快速恢复。为充分了解吊顶系统复杂的构造形式、动力响应及抗震性能,该文从试验研究、数值模拟方法及易损性分析等方面综述了吊顶系统抗震性能研究现状。归纳总结了吊顶系统的震害形式与地震响应特征、抗震性能影响因素、薄弱部位及抗震加固措施等;详细介绍了不同精细程度的吊顶系统数值分析方法、易损性研究方法及相关破坏指标的选用;对当前吊顶系统抗震性能研究中存在的不足及进一步研究趋势进行了分析。总结既有研究成果表明:吊顶数值模型参数标定方法、影响吊顶抗震性能关键因素分析及通用性吊顶抗震性能等级的建立是未来研究的重点。此外,吊顶与其他非结构物间的相互作用研究,对完善吊顶系统抗震性能研究理论体系同样具有重要意义。     

基于概率性地震需求模型的桥梁易损性分析

采用概率性地震需求分析方法,建立了汶川地区典型简支梁桥的分析型地震易损性模型。基于汶川地震桥梁震后调查资料,评估了桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成一系列桥梁的有限元模型样本。利用汶川地震实测地震波对所建立的桥梁有限元模型进行非线性动力时程分析,并记录每一组分析中桥梁构件的地震峰值响应,通过回归分析建立地震动强度和桥梁构件地震需求之间的关系。在确定桥梁不同损伤状态对应的构件极限状态后,基于对数正态分布假设生成不同损伤状态对应的地震易损性曲线,最后基于可靠度理论计算得到桥梁系统易损性的上下确界。生成的地震易损性曲线可以进一步用于地震风险评估和震后加固优先级决策。     

状态检修支撑系统的设计与实现

为适应状态检修工作的开展,整合变电站原有的高压电气设备在线监测系统,设计了高压电气设备状态检修支撑系统,实现了变电站电气设备实时状态的远方查询、维护和管理。该系统已在220kV新乡洪门变电站正常运行,为保证电网的安全稳定运行提供了可靠保障。     

RC框架核心筒结构的地震易损性研究

为研究高层RC框架核心筒结构的地震易损性,设计9榀相同层高但不同跨度和地震设防烈度的典型结构模型。考虑地震动输入的不确定性,采用Perform-3D对其进行弹塑性动力时程分析得到结构地震响应,进而结合我国抗震规范对框架核心筒结构体系性能水平限值要求建立相应的地震易损性曲线,对比分析了不同跨度和设防烈度下结构的地震易损性差异;结果表明:较低设防烈度结构的地震易损性曲线差别不明显,而较高抗震设防烈度下结构的地震易损性曲线差别显著;在相同设防烈度下,随着结构跨度的增加其地震易损性曲线变化不大,从一个方面验证了结构设计的不确定性对其地震易损性的影响较小。研究为进行城市高层建筑结构的地震灾害损失评估提供了理论依据。     

吊顶系统抗震性能研究综述

地震后吊顶系统破坏会造成严重经济损失,并影响建筑物震后正常使用及功能快速恢复.为充分了解吊顶系统复杂的构造形式、动力响应及抗震性能,该文从试验研究、数值模拟方法及易损性分析等方面综述了吊顶系统抗震性能研究现状.归纳总结了吊顶系统的震害形式与地震响应特征、抗震性能影响因素、薄弱部位及抗震加固措施等;详细介绍了不同精细程度...     

基于性能的高层混合结构地震易损性分析

研究地震作用下高层钢框架-混凝土核心筒结构的易损性问题。通过基于性能的静力弹塑性分析,根据结构极限损伤状态定义了混合结构地震需求参数的四个性能水平限值。考虑地震动输入的不确定性,通过弹塑性动力时程分析获得结构地震响应,建立了两个地震需求参数与地震动强度指标之间的关系,结合性能水平限值提出能有效评估结构地震响应的易损性分析方法。最后对两个不同节点连接方式的高层混合结构进行了基于性能水平限值的地震易损性分析,绘制结构的地震易损性曲线,对结构抗震性能进行评估和对比分析。     

考虑梁柱节点模型的钢筋混凝土框架地震易损性研究

钢筋混凝土框架结构的梁柱节点对结构抗震力学性能具有显著的影响。基于刚性节点假定和宏观柔性模型的节点模拟方式,一直缺乏有关其适用范围的研究。地震易损性分析方法的引入,能够从概率意义上定量地刻画这两种节点模型对钢筋混凝土框架结构抗震力学性能的影响,获得的结论可望为钢筋混凝土框架结构梁柱节点的处理提供理论的依据与支撑。因此,该文基于OpenSees平台,考虑地震动输入的随机性,通过采用双频率段控制选波方法,并采用增量动力分析理论,定义4个不同的抗震性能水准,对三榀不同层数的钢筋混凝土框架结构分别采用刚性节点假定和宏观柔性模型进行了地震易损性研究。获得的结论表明：基于我国抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构,在多遇地震作用下,采用刚性节点假定对结构进行抗震性能评估是合理的,否则需要考虑梁柱节点变形对整个框架结构抗震性能的影响。     

防雷接地技术在220kV变电站中的应用研究

本文对国内外各种先进的防雷研究成果进行了系统的分析,同时对220kV变电站在具体的应用过程中容易遭受雷击的各种原因进行了科学合理的分析,并且根据相应情况对220kV变电站防雷接地设计方案进行了实例分析,从而让220kV变电站运用的安全性和可靠性有着相应的保证。     

FRP加固非延性RC框架结构的地震易损性分析

对FRP加固非延性RC框架结构的地震易损性进行分析。以3层、6层和9层非延性RC框架结构为研究对象,针对三种不同的FRP加固方案,分别采用云图法和Pushover方法对结构的地震需求和抗震能力进行分析。通过对比FRP加固前后非延性RC框架结构的地震易损性,评估FRP加固方法对非延性RC框架结构抗震性能的影响。研究结果表明:FRP加固方法可以有效提高非延性RC框架结构抗震性能。在所采用的FRP加固方案中,底层关键楼层加固方案对非延性RC框架结构的抗震性能改善作用最为明显。此外,FRP加固方法对非延性RC框架结构的性能改善作用与结构高度相关,结构越高,FRP加固效果越差。