覆冰、风荷载作用下南方某输电铁塔可靠度分析

对2008年年初由于冰雪天气发生倒塌的南方某输电铁塔的构件可靠度进行了分析.以覆冰厚度、覆冰时的风速以及材料的强度为基本随机变量,用响应面法来模拟我国杆塔设计技术规定中梁单元的极限状态方程,它是随机变量的解析表达式.然后利用几何法来计算每个梁单元的可靠度指标,计算结果显示,在结构设计条件下,该输电铁塔单元可靠性较低;如果再考虑由于导线、地线的不均匀覆冰所引起的不平衡张力,铁塔某些薄弱处的可靠度指标相当小,塔具有相当大的失效风险.计算结果与事故原因分析结论是相吻合的.     

格构式塔架顺风向风振响应

基于高频底座测力天平风洞试验数据得到了格构式塔架顺风向一阶振型广义荷载均方根系数和广义荷载谱解析模型,并从修正线性振型广义荷载谱的角度推导了一阶振型广义荷载谱修正方法和高阶振型广义荷载谱表达式,进而利用推导得到的广义荷载谱,计算了3种典型格构式塔架气弹模型的顶部加速度均方根响应,通过将计算结果和气动弹性模型风洞试验数据对照,分析了振型修正对风振响应的影响和高阶振型、气动阻尼对风振响应的贡献,并得到了若干结论。     

格构式塔架风载体型系数的风洞试验研究

利用高频测力天平风洞试验分别得到了三种典型的格构式塔架的基底弯矩、基底剪力时程,在此基础上提出了格构式塔架的风载体型系数取值方法,进而计算出上述格构式塔架在不同工况下的风载体型系数.通过将风洞试验得到的结果与荷载规范的值进行对照,得到了一些有用的结论.     

空间框架的大振幅振动的有限元分析

利用非线性时空有限元方法来分析空间架的非线性频响特性。在空间上,从梁的几何非线性方程出发,用一般的有限元方法对空间结构进行离散,在时间上,用傅立叶级数展开位移项,利用增量谐平衡法,得到非线性动力的有有限元平衡方程,可用牛顿迭代法进行求解。     

空间框架的大振幅振动的有限元分析

利用非线性时空有限元方法来分析空间框架的非线性频响特性．在空间上,从梁的几何非线性方程出发,用一般的有限元方法对空间结构进行离散．在时间上,用傅立叶级数展开位移项,利用增量谐平衡法,得到非线性动力的有限元平衡方程,可用牛顿迭代法进行求解     

格构式塔架顺风向风振响应

基于高频底座测力天平风洞试验数据得到了格构式塔架顺风向一阶振型广义荷载均方根系数和广义荷载谱解析模型,并从修正线性振型广义荷载谱的角度推导了一阶振型广义荷载谱修正方法和高阶振型广义荷载谱表达式,进而利用推导得到的广义荷载谱,计算了3种典型格构式塔架气弹模型的顶部加速度均方根响应,通过将计算结果和气动弹性模型风洞试验数据对照,分析了振型修正对风振响应的影响和高阶振型、气动阻尼对风振响应的贡献,并得到了若干结论。     

结构失效模式可靠度指标对随机变量的敏感性分析

首先用基于响应面的随机有限元法来获得失效模式上各个单元的极限状态方程,然后用逐步等效线性化法获得该失效模式的等效线性化极限状态方程,从而可以很方便地用失效模式的可靠度指标对随机变量的敏感性进行分析.对一个碾压混凝土重力坝的3个层面进行了分析,数值算例显示,应用Mohr-Coulomb准则时,失效模式的可靠度指标对抗剪断粘聚力最为敏感;抗滑稳定可靠度指标对抗剪断摩擦系数的变异系数非常敏感,而对于抗剪断粘聚力的变异系数不太敏感.算例表明该方法对于大型、复杂结构的随机变量的敏感性分析是有效的.     

动能定理应用时的一个伪命题探讨

利用一个常见的动力学例子，证明了应用动能定理可能会得到错误的结论．首先，应用动能定理可以证明一根用弹簧连接的杆，当给其适当的初角速度后，杆可以从铅直位置转到水平位置；然后，利用动量矩定理及数值计算，指出用动能定理得到的结论是错误的；最后，研究了这根杆的复杂的动力学特性，用数值积分获得了它的相平面图，进一步指出了动能定理得到的结论是错误的．     

基于响应面的三维随机有限元法在大型结构可靠度分析中的应用

工程中大型、复杂结构的极限状态方程与输入随机变量的关系往往是未知的,利用响应面法,用一个二次多项式来模拟结构的极限状态方程.首先利用中心复合设计技术获得有关输入随机变量的多组试验点,用这些试验点分别调用有限元程序,可得到相应的多组输出随机变量;然后由已获得的输入、输出随机变量,用最小二乘法来估计二次多项式的参数,即可得到极限状态方程的一个合理近似式;最后用结构可靠度分析中的几何法来计算可靠度指标.对一个重力坝的建基面抗滑稳定可靠度以及坝体单元的可靠度进行了研究,得到了一些重要的结论,指出了提高可靠度指标的途径.算例表明了该方法的有效性.     

新旧荷载规范关于风振系数表达形式的比较研究

采用随机振动理论建立新、旧两种荷载规范中风振系数表达式之间的内在联系，指出新规范计算风振系数的参数与旧规范中的脉动增大系数、脉动影响系数、位置函数的关系；建立新规范的背景分量因子Bz的具体表达式，可适用于各质点质量、受风面积、阻力系数及振型值任意变化的情况；指出新规范计算风振系数时将用10 m高处的紊流度代替旧规范的脉动系数。数值算例表明，新规范的风振系数比旧规范的有所提高，这种提高主要来自于新规范中峰值因子与紊流度取值的提高；新规范与旧规范相比，由等效静力风荷载引起的结构基底剪力，除了D类地貌的有所减小外，其它3种地貌的基底剪力都有所增大。