风荷载作用下石油井架的动力可靠性研究

用概率统计与结构动力学理论相结合的方法研究了石油井架在风荷载作用下的随机响应。根据首次超越概率理论,分别用Poisson公式和Vanmarcke修正公式求得了3200m前开口井架的动力可靠度,用计算实例证明了此方法及计算程序的可行性。     

石油井架可靠性设计中的荷载与荷载效应

对典型油田的３２钻机的最大工作荷载的可靠性进行了统计，求得其概率分布类型为正态分布，同时求得了其统计特征，在此基础上，求得了３２钻机在设计基准期内的荷载的最大值ＱＴ的分布函数ＦＴ（ｘ）及其它有用的统计参数，进而确定出了３２钻机用Ｋ型井架的荷载效应。     

石油井架可靠性设计中的荷载与荷载效应

对典型油田的３２钻机的最大工作荷载的可靠性进行了统计，求得其概率分布类型为正态分布，同时求得了其统计特征（均值、标准差及变异系数）。在此基础上，求得了３２钻机在设计基准期内的荷载的最大值ＱＴ的分布函数ＦＴ（ｘ）及其它有用的统计参数，进而确定出了３２钻机用Ｋ型井架的荷载效应．将模型井架的应力实测结果分别与用线性及非线性结构有限元程序所得的计算结果进行对比，探讨了计算方法的变异性．这两种计算方法所得结果相差很小，均可用于井架的强度计算．所得研究结果可直接用于井架的疲劳可靠性设计与分析，并可经适当变换推广到最大静强度的可靠性设计中．     

石油井架构件截面可靠性设计模式

根据国际中建筑结构设计标准和钢结构设计新规范，对井架构件截面进行了极限状态设计，将有限元分析与可靠性的方法相结合，对井架截面的可靠性进行了评价，并在给定的可靠度下进行了井架构件截面设计。提出了相对实用的井架构件截面可靠性设计模式和具体的设计方法。实际计算表明，该设计方法有较好的可行性。     

石油钻机井架的风载荷处理

本文从风载荷的基本原理出发，对美国API规范和我国工业与民用建筑荷载规范对石油井架的风载荷处进进行了对比研究，并提出了相应的建议。     

国内外风荷载规范的评估和展望

以随机振动理论为基础，对结构顺风向风振，推导了准确合理的公式，在此基础上对我国最新的风荷载规范（GB50009－2001）及世界各国主要的风荷载规范（包括标准）进行分析和评估，研究认为采用沿结构高度不变的风振系数是不合理的，这种 方法意味着由脉动风引起沿高度变化的振型惯性力的规律与平均风引起沿高度变化的静力规律相同。算例显示了这种方法的误差。在讨论的基础上，对21世纪风荷载规范作出展望。     

垂直发射飞行器地面风荷载响应

垂直发射飞行器竖立在发射台上时,往往要受到地面风的作用,这将引起飞行器的振动响应,并影响到发射前的准备工作。将垂直发射飞行器简化为圆柱形悬臂梁,利用随机振动理论,建立了飞行器任意风向的响应。并对CZ—2、土星IB气动弹性模型在地面风荷载下的动态响应进行工程计算,与试验结果有良好的一致性。     

地基土性质对石油钻机井架动力特性的影响

对石油钻机井架的振动进行了研究。强调指出 ,在这种振动分析中忽略底座与地基对井架振动的耦合作用 ,将导致工程上不允许的误差。在此基础上着重研究了地基土力学性质对井架动力特性的影响。由实际算例确定 ,在岩土及碎石土和亚粘土两种不同地基上 ,井架系统的前四阶固有频率将有高达 2 6 %的波动。首次确定了由于地基土力学性质的波动而导致的井架振动系统随机性的程度 ,它对井架的动力设计和正确使用是有意义的     

双塔连体结构风荷载作用下的反应分析

本文运用ANSYS有限元分析软件对不对称双塔连体结构和对称双塔连体结构进行了风荷载和竖向荷载作用下的内力分析。给出了两种连体结构在风荷载和竖向荷载作用下的位移、内力的分布规律;并对比分析了两种连体结构在风荷载和竖向荷载作用下结构的最大位移、最大等效应力的变化规律。为双塔连体结构的设计和应用积累经验。     

角度风作用下输电塔塔腿子结构风荷载风洞试验

完成了不同风速下2个典型特高压直流（UHVDC）输电塔角钢及钢管塔腿模型的高频测力天平（HFFB）风洞试验,研究了塔腿在斜风作用下气动力系数、角度风系数以及风荷载分配系数的分布规律,并与各国规范计算值进行了对比分析。分别构造了角度风系数以及考虑横向升力影响的夹角α的非线性函数形式,并通过试验值拟合分析确定了相关的拟合参数。结果表明：阻力系数、合力系数以及角度风系数均呈M型分布。角钢塔腿气动力系数均大于对应风向角下钢管塔腿的气动力系数,而两者角度风系数总体比较接近。各国规范计算值整体上低估了塔腿的角度风系数。角钢塔腿中风荷载分配系数的计算应利用考虑横向升力的夹角α对角度风系数进行三角变换。提出的拟合公式可为工程设计提供参考。     

石油井架构件截面可靠性设计模式

根据国标中建筑结构设计标准和钢结构设计新规范.对井架构件截面进行了极限状态设计,将有限元分析与可靠性的方法相结合,对井架截面的可靠性进行了评价,并在给定的可靠度下进行了井架构件截面设计.提出了相对实用的井架构件截面可靠性设计模式和具体的设计方法.实际计算表明,该设计方法有较好的可行性.     

浅谈风荷载作用下变电站砌体围墙设计

围墙是我们日常生活中常见建筑,但因大风等原因围墙倒塌事故多次发生,甚至造成了人员伤亡。针对江苏变电站常见砌体围墙结构,阐述了风荷载下围墙的受力计算,讨论了不同风荷载下围墙的受力安全性。     

高层建筑静力等效风荷载研究

静力等效风荷载是联系风工程师和结构工程师的纽带,在国内外的风荷载规范中都具有重要意义．文章系统地介绍了国内外对高层建筑静力等效风荷载的研究成果,阐述了各种静力等效风荷载的物理意义．比较了各自的优缺点,以供我国有关研究和设计人员参考．     

基于小波和神经网络的石油井架损伤定位研究

针对石油井架单一损伤位置识别问题,结合小波和神经网络分析方法,建立两层BP神经网络,将小波包能量分析得到的归一化能量特征向量作为网络的输入向量,经过网络训练和仿真测试,证明其在识别单一损伤位置时,具有较好的实用性.同时对石油井架相似模型进行了锤击振动试验,说明基于归一化能量特征向量的损伤评价指标可以准确实现石油井架结构损伤位置的定位识别.     

风作用下电梯试验塔的动力时程分析

以电梯试验塔的主体结构为研究背景,根据风的相关理论采用时域分析法中的线性滤波法,借助编程软件MATLAB进行编程模拟得到具有随机性的脉动风速时程曲线,从而得到风荷载时程.然后利用有限元软件Ansys对结构进行建模,将具有空间相关性的时程风荷载加到模型上,得到结构的时程位移,得出结论.     

猫头型输电塔在覆冰与风荷载下的动力稳定

利用增量动力分析法和弧长法有限元分析了猫头型输电塔的动力稳定,对比了输电塔静力与动力失稳前、后的受力特征,分析了覆冰厚度和风向角对输电塔动力失稳的影响。通过静力失稳与动力失稳塔顶侧移比相等原则得到了不同覆冰厚度及风向角下,输电塔动力失稳临界平均风速。结果表明:杆塔失稳主要由塔身底部主材屈服、斜材面外变形增大引起;随着覆冰厚度的增加,杆塔静力失稳与动力失稳的差别加大,杆塔在风力动载下的塔顶侧移显著增加,动力失稳临界平均分风速显著减小。输电塔在风荷载作用下的整体稳定性应考虑动力效应及覆冰条件的不利影响。     

JJ16041-K型石油井架结构的动力响应分析

针对石油井架结构长期服役在野外恶劣环境下,局部或整体损伤等缺陷常成为安全生产中的事故隐患。通过白噪声模拟随机环境激励,利用ANSYS有限元建模,对石油井架系统进行动力响应分析。研究结果表明:井架结构的振动模态为空间振动,同时各节点在白噪声激励下的动力响应规律基本一致,动力响应数据的获得可为损伤诊断研究提供输入数据,对提高井架承载能力检测与安全评估水平,具有重要的理论意义和实用价值。     

超高层建筑在正弦风荷载作用下的横向振动

研究了超高层建筑在变化的风荷载作用下的振动响应。将风荷载假设为正弦变化的外力,同时考虑了风力做功、动能与建筑自身重力做功。根据哈密顿原理,得出了横向振动的控制方程和固有边界条件。据此可求得振动频率的变化,以及横向振动位移随着时间和高度坐标尺度的三维走势。结果表明:横向振动频率随着建筑高度的增加而减小,风力作用下的横向振动为低频响应。     

煤矿井塔结构在脉动风荷载作用下的响应分析

文章简述了风荷载特性与脉动风荷载的风速时程自回归(autoregressive,简称AR)数值模拟方法,模拟了给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱的一致性,从而得到作用在结构模型各节点上的脉动风荷载时程样本。以某煤矿井塔结构为例,用有限元分析软件SAP2000建立其有限元模型,并用Matlab获取了井塔结构迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用SAP2000软件对结构进行模态分析,并基于时程分析方法计算结构在脉动风荷载作用下的风振响应。结果表明,AR模型能有效地模拟具有空间时间相关性的节点脉动风速时程,可为结构的安全性设计或结构的改造提供参考和依据。     

港口集装箱起重机平均风荷载试验研究

以某港口65 t-65 m集装箱起重机为研究对象,在风洞中对其1∶50缩尺比的刚性模型进行了测压试验.试验在均匀风场和B类风场中进行,并考虑了工作和非工作这两种状态.给出了起重机主要构件在360°方向范围内的杆体型系数;对其分析表明,最不利风向并不一定出现在主轴方向.试验获得的杆体型系数可供起重机设计参考,也可用于修订规范时参考.