高耸钢塔结构的脉动风荷载模拟及结构风振响应分析

采用谐波叠加法模拟作用于钢塔各层上的脉动风荷载时程样本,把钢塔结构简化为二维串联多自由度动力学模型,采用ANSYS的瞬态动力学分析模块,计算了钢塔结构的风振动力响应,为进一步对高耸塔式结构进行振动控制提供了必要的技术参数.     

塔式起重机地震响应研究

针对地震载荷造成塔式起重机严重受损的问题,采用时程分析法和有限元法进行了典型塔式起重机结构三向地震作用下的动态响应研究.首先在ANSYS环境下建立了塔式起重机有限元模型,在研究其动力特性之后,选用El Centro波、Taft波和宁河天津波三条真实地震波记录,进行烈度为Ⅷ度的地震作用下塔式起重机动态响应分析.研究结果表明,塔臂受地震波作用影响最为显著,竖向地震波是造成塔臂断裂的主要原因.     

行波效应对大跨度连续刚构桥地震反应的影响

利用大型结构分析程序ANSYS/TRANSIENT,对地震波三向正交分量独立作用和联合作用下连续刚构桥的地震反应的行波效应进行了时程分析的数值模拟,分析了连续刚构桥在各向振动分量的作用,以及各向振动不同相位差的行波效应,对其地震反应的一般影响规律进行了讨论.结果表明:在地震波的各单向行波效应和三向正交行波效应时,结构的内力均有不同程度的增大,而结构的位移却呈现减少的趋势,结构的振动周期延长.     

砌体结构受爆破地震波作用破坏特征研究

在建筑物附近进行爆破作业产生的爆破振动,会引起结构一定程度的损伤,对结构的安全性和耐久性产生影响。根据现场工程情况,采用有限元软件ANSYS建立砌体结构的计算模型,对爆破地震波作用下其受力和变形进行数值模拟分析。研究表明,爆破地震波作用时,房屋门、窗户的四角部位和墙角等是易产生应力集中和破坏的关键部位;结构对爆破振动的响应程度随着结构物高度的增加而增大;砌体结构设计施工和在砌体结构附近进行爆破作业时,应采取相应减振措施,以降低爆破振动的危害。     

宽大建(构)筑物爆破拆除塌落触地振动速度预测模型

建(构)筑物爆破拆除工程中,倒塌的钢筋混凝土结构以较高的速度冲击地面时将诱发地震波,对地震波的振动强度进行预测是分析拆除工程对周边环境影响程度并确定控制措施的前提.基于土体在强冲击作用下的塑性变形特征,碰撞过程的动量守恒理论和量纲分析法,构建了触地接触面较宽的塌落振动预测模型.通过工程案例对计算模型的有效性进行了验证....     

隧道爆破地震波作用下砌体建筑物振动响应分析

为研究隧道爆破地震波作用下砌体建筑物的振动响应,以青岛地铁3号线下穿某砌体建筑物爆破施工为背景,通过现场爆破振动监测和有限元数值模拟,对砌体结构的爆破振动速度和主振频率随楼层的变化规律进行研究。结合数值计算,进一步分析隧道埋深、单段最大装药量,装药结构等不同因素下砌体建筑物的振动响应。分析表明:在隧道爆破地震波作用下砌体结构在垂直方向的振动响应强度明显大于水平方向,并且存在一定的高程放大效应,在爆破施工时应加强对砌体结构顶层的防护;隧道下穿砌体建筑物施工时,爆破地震波的主频率主要集中在10～60 Hz内,建筑物自振频率则大多为3.0～3.5 Hz,该砌体建筑物与爆破地震波较难发生共振;砌体结构动力响应强度随着不耦合系数的增加而逐渐降低,随单段最大装药量增加近似呈线性关系,改变装药结构及控制单段最大装药量是控制爆破振动的有效措施;爆破振动速度对隧道的埋深响应敏感,在数值上出现数量级的变化。通过对多层砌体结构振动响应分析,有利于不断提高与完善现有的爆破技术与减振措施。     

基于实测爆破地震波下的铁路特大桥桥墩动力影响研究

为研究爆破地震波下大跨度桥梁结构的动力学响应问题,以黑岱沟露天矿附近的酸刺沟大桥为背景,对其爆破振动下桥墩进行了振动监测,建立该桥单墩的数值计算模型,应用ANSYS和LS-DYNA软件对桥墩结构自振特性和动力响应进行了数值模拟. 研究结果表明:在输入爆破地震波主频范围为2～5 Hz时,2 Hz爆破地震波对应桥墩响应最明显,地震波峰值振速达到8.71 cm/s时桥墩出现损伤,损伤位置为墩身空心壁偏底部,保证桥墩安全的比例距离为5.79.      

高耸工程结构基础约束刚度识别方法

在Rayleigh能量法和Southwell频率合成法的基础上导出了高耸工程结构复合振动基频计算公式,将基频表示成各惯性元和变形元所组成子系统的频率合成.在此基础上建立了结构基础约束刚度的识别方法,该方法利用结构固有基频和地基约束刚度的关系,只需测出结构顶端加载前后2种状态下的振动频率就可以估算出基础约束刚度.同时用标准实验证明了该方法的正确性.高耸工程结构复合振动基频计算公式计算简单,精度高,特别适用于识别桥墩和各种高耸建筑的基础约束刚度.     

高柔土建结构振动主动控制的研究进展

阐述了高耸柔性结构振动主动控制的必要性、基本概念及其关键技术,综述了其研究现状及存在的问题,并指出高耸柔性结构机敏化／智能化是确保结构安全性与耐久性的重要途径。     

高耸结构极限承载力研究

通过对某高耸塔架结构进行在风荷载和自重荷载作用下的极限承载力分析,研究了高耸塔架结构在受荷过程中的结构内力变化情况,并讨论了影响高耸塔架结构极限承载力的一些因素。     

基于ETABS的双塔楼高层建筑结构动力特性研究

地震作用下高层建筑动力响应分析对高层建筑的安全设计是不可缺少的.针对高层建筑的受力特点,运用结构分析软件ETABS和振型分解法,对双塔楼结构在水平地震作用下的动力方程进行了分析,对振型和振型参与系数的选取进行了探讨,并对计算模型的选取进行了讨论.在检验结构的抗震性能的同时也验证了模型的可行性和高层建筑结构振型的复杂性.     

超高层建筑施工塔吊的动力特性和地震响应规律研究

由于施工塔吊的广泛性和周转使用期限为20年甚至更长,致险地震发生概率也会相应增加。为了研究超高层建筑施工塔吊抗震性能,通过对某实际工程中的动臂式塔吊进行了现场监测并获取其实测自振频率,同时以此为依据对塔吊有限元模型进行有效修正。在此基础上,为了探究超高层建筑在施工过程中塔吊的地震响应规律,分析地震作用下超高层建筑与塔吊的耦合效应,结果表明,超高层建筑—塔吊模型存在多个共振区域,滤波后的时程分析进一步验证该结论。在超高层建筑施工过程中,塔吊爬升过程中有两次地震响应放大现象,需要重视其抗震性能的动态变化。探讨塔吊的动力特性随施工过程的动态发展规律和破坏效应,发现塔吊的应力热区集中在塔身的顶部和起重臂根部,在大震下易出现相应位置的弯折破坏。     

高耸结构振动控制模拟塔设计

介绍了高耸结构振动控制模拟塔的设计方案和模拟范围,利用塔的自振周期的可调性给出调节办法．确定了模拟地震波的施加办法及风荷载作用的模拟办法,阐述了对塔下基础、运动块（平台）和安全锁定系统的处理方法．     

高耸钢筋砼筒体-钢框架塔台结构的地震响应

以首都机场新塔台结构缩尺模拟地震振动台试验模型为研究对象，采用时程分析法分析高耸塔台结构各振型的地震响应，并对这种上下部由不同材料组成的复合结构(下部为钢筋砼筒体。上部为钢框架结构)的非经典振型阻尼比进行了探讨．研究结果表明，该结构地震位移响应可以不考虑高振型的影响，但应考虑高振型对地震响应内力的影响、该结构在地震作用下的运动方程可近似采用实模态强振解耦法．用现行规范方法求解地震响应时应对规范的地震影响系数进行修正，以消除计算误差．研究结果为提出这类复合结构体系抗震计算模型和设计理论提供了依据．     

框架-剪力墙结构高层地震问题的数值分析

应用大型有限元ANSYS软件对框剪结构高层进行了地震响应和地震波瞬态分析,通过框剪结构高层在自振及地震波作用下的分析,得到了结构的位移与地震频率的关系,可为框剪结构高层的抗震设计提供参考价值.     

塔桅结构动力性能试验研究与计算分析

塔桅结构是一种高耸结构,被广泛运用于广播电视塔、输电塔及通信塔等领域.在风荷载、地震荷载等动力荷载作用下,塔桅结构容易遭到破坏,因此十分有必要开展塔桅结构的动力性能研究.设计制作了塔桅结构的试验模型,并进行了动力性能测试.在此基础上利用有限单元法对塔桅结构进行了模态分析,得到了塔桅结构的前三阶固有频率,再将两者结果与根据瑞利能量法求得的解析解进行比较,得到以下结论：3种方法测得的前三阶自振频率数值较为吻合,尤其是第一阶频率吻合得最好,说明试验模型较为合理.     

粘滞流体阻尼器对电视塔的风振响应控制

以合肥电视塔为工程背景,探讨了粘滞流体阻尼器对高耸电视塔在强风作用下风振响应的振动控制.按照随机振动理论,仿真得到了作用在电视塔上的19维互相关的人造脉动风压时程样本曲线,并利用时程样本进行了电视塔的风振响应分析;建立了一种双模型的动力分析方法.对安置了粘滞流体阻尼器的合肥电视塔进行了控制分析;以上塔楼的风振响应为优化目标,对阻尼器的参数进行了优化设计.研究表明,电视塔的风振响应峰值超过了规范的容许值,设置了粘滞流体阻尼器后电视塔的风振响应均有明显的减小,阻尼器消耗了大量的结构能量,采用最优阻尼参数使上塔楼加速度峰值响应下降了43.4%.     

基于质量参与系数的空间结构动力模型简化

本文根据大跨度空间结构的动力特性,获得了大跨度空间结构地震反应的内在特征、变形机理及其振型分布规律.针对采用传统振型叠加法分析大跨度空间结构地震反应时质量参与系数累积速度慢的特点,根据质量参与系数的定义、振型截断原理及两者间的理论关系,提出了一种适用于大跨度结构动力分析整体计算模型的简化方法.数值算例验证了本文简化方法的有效性、准确性及计算效率.数值分析结果表明,本文简化方法简单、高效,且具有足够的分析精度.     

流固耦合对脱硫塔结构简化模型的动力反应分析

为研究流固耦合对脱硫塔结构简化模型动力反应的影响,采用有限元程序(Adina)模拟脱硫塔结构简化模型在地震作用下的流固耦合效应.首先对脱硫塔结构进行合理简化,在不同液位下进行了脱硫塔结构的模态分析,研究了塔内液位高度对脱硫塔结构的频率和振型的影响;其次,通过对脱硫塔结构进行地震波加载,研究了塔内液位高度、地震波输入角度和加速度峰值对脱硫塔结构的位移和加速度的影响,并与试验结果进行比较.结果表明,脱硫塔结构的频率会随着液位增高而减小,塔内液位高度、地震波加载方向及加速度峰值对脱硫塔结构加速度的影响比较大,而对其位移影响不大.     

运转工况下风电塔抗震分析

为了研究运转工况下风电塔的地震响应及倒塔模式,使用风电塔设计软件FAST建立风电塔模型,比较停机和运转不同工况下的结构响应,并在运转工况下通过改变地震动输入方向研究不同风震组合角对结构响应的影响,得到最不利工况;使用ABAQUS建立风电塔的精细化有限元模型,将FAST计算的塔顶风荷载导入ABAQUS开展分析计算.将基于叶素理论计算的塔顶荷载与FAST计算结果进行对比,并进一步将弹性阶段ABAQUS与FAST模拟的塔顶位移进行对比,校验分析方法的合理性.利用ABAQUS模型将地震动调幅,开展倒塔模拟.研究结果表明运转工况下最不利风震组合角是90°,强震下塑性铰在塔身下部出现并向中上部发展,最终该风电塔在中上部发生破坏.