基于改进模态推覆法的导管架平台弹塑性抗震性能

针对强震下海洋导管架平台的弹塑性失效问题,提出一种基于性能设计的海洋导管架平台改进模态推覆抗震分析法,获得强震下平台结构的弹塑性抗震性能及其失效模式,解决强震下海洋导管架平台的弹塑性抗震性能评估难题.通过对比分析设防和罕遇烈度8度地震下平台结构弹塑性地震响应的差异性,探讨平台结构的参振振型、振型形状向量以及地震动不确定性对平台结构弹塑性抗震性能的影响.研究结果表明:高阶振型和振型形状向量对导管架平台弹塑性抗震性能的影响较大,需考虑前9阶或9阶以上的模态振型及振型形状向量变化的影响;设防和罕遇烈度8度地震下,平台结构弹塑性抗震薄弱环节均位于导管架顶部,需重点关注;具有相同峰值加速度的不同地震时程下的平台结构地震响应表现出明显的离散性和差异性,建议采用改进模态推覆法评估强震下平台结构弹塑性抗震性能.     

汽轮机基础选型及结构抗震性能

为确定某核电汽轮机的基础形式以及明确其结构的抗震性能,本文通过LS-DYNA有限元程序建立了某汽轮机整体结构的三维有限元模型,就基础选型问题以及汽轮机整体的抗震性能进行了综合分析.结果表明:目前核电设备常选用的刚性基础和弹簧基础中,弹簧基础较刚性基础有更好的抗震性能,更适合作为该汽轮机的基础;采用弹簧基础作为该汽轮机的基础结构,在8度设防烈度多遇地震水准下,该汽轮机整体结构可以满足结构抗震要求,而在8度设防烈度罕遇地震水准下,该汽轮机部分结构变形过大且内力不满足自身强度要求及抗震要求,应加强相应结构的抗震性能.     

地震断裂带高铁钢管混凝土系杆大跨拱桥抗震时程分析

研究了下承式高铁钢管混凝土系杆拱桥抗震性能.徐州至盐城高速铁路客运专线上的钢管混凝土系杆拱桥徐洪河特大桥,是目前八度地震区最大跨度连续梁-拱桥,运用有限元分析软件Midas/Civil,建立全桥有限元模型,通过模态分析得到结构的固有频率和振型,选取El Centro波并对其调幅,采用Rayleigh阻尼进行计算,对该桥进行基本地震烈度和罕遇地震烈度下的动态时程响应分析,得到不同加速度峰值下的变形、内力.研究结果表明:该拱桥以纵桥向振动为主,纵向刚度较小,桥梁三向抗震性能较为平衡.在地震荷载作用下,拱肋内力最大值普遍发生在拱脚处,拱脚是最容易破坏的连接部位.分析在地震荷载作用下该桥梁变形情况,主梁跨中以竖向变形为主,拱肋以横向变形为主.该拱桥在地震作用下的力学性能良好,能够满足规范关于强度与延性的规定.     

故宫太和殿减震构造分析

中国木结构古建筑以良好的抗震性能著称于世,这与其构造特征密切相关.为探讨古建筑侧脚、斗拱、榫卯连接、厚重屋顶和填充墙体等构造的减震性能,采用数值模拟方法,以故宫太和殿为例进行分析.采用ANSYS有限元分析程序,基于上述构造特征,建立太和殿的有限元模型.通过模态分析,讨论了不同构造特征对太和殿自振周期的影响;通过地震响应分析,研究不同构造特征下,模型典型节点的位移、加速度响应峰值的变化特征,定量获得了不同构造对太和殿减震性能的贡献作用.结果表明:不同工况条件下,不考虑墙体时太和殿模型的基本自振周期最大,不考虑榫卯连接时太和殿模型的自振周期最小;地震作用下,不同构造对减小太和殿结构位移响应的贡献程度大小顺序为:墙体>榫卯节点>斗拱>侧脚>厚重屋顶;不同构造对减小太和殿结构加速度响应的贡献大小顺序为:榫卯节点>墙体>斗拱>侧脚>厚重屋顶.     

CS板式结构抗震变形性能分析研究

在前期试验基础上,利用ANSYS软件建立试验模型的有限元模型,选取典型的EL-Centro波,对有限元模型分别进行设防烈度为7度(0.15 g)、8度(0.20 g)、9度时的多遇地震和罕遇地震下的时程分析,结合实验室试验分析,研究CS板式结构的抗震变形性能.     

交错桁架钢框架结构抗震设计方法研究

为实现交错桁架钢框架结构的延性设计,提高结构的抗震性能,通过研究桁架腹杆设计方法与结构层间位移角限值要求,提出了一种交错桁架钢框架结构抗震设计方法.首先分析了交错桁架钢框架结构中桁架的典型破坏机制,基于桁架空腹节间弦杆破坏的理想失效模式,提出了水平地震作用下桁架杆件的内力计算模型及罕遇地震作用下腹杆内力的调整方法;其次,基于桁架理想失效模式和极限变形能力,分析了罕遇地震下桁架层间位移角的组成,推导并提出了不同空腹节间距下结构的弹塑性层间位移角限值;最后,提出了水平地震作用下交错桁架钢框架结构抗震设计方法及流程.算例分析表明,采用本文提出的抗震设计方法,能有效地耗散地震能量,实现结构"强腹杆弱弦杆"和"大震不倒"的抗震设计目标.     

基于地震反应谱分析的全直桩码头结构优化

文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需材料最少的设计序列;同时探讨了不同位置底梁对于全直桩码头结构抗震性能的影响。仿真结果表明:采用整体布局优化和增设底梁相结合的方法对全直桩码头结构进行抗震优化设计是可行的;底梁布设可有效限制结构变形、减小桩基内力,从而提高结构的抗震性能。     

某钢管混凝土框架-核心筒结构振动台模型试验

某钢管混凝土框架-核心筒结构高264 m,抗侧力体系由钢管混凝土外框架、钢板混凝土组合剪力墙和伸臂桁架3个部分组成.为了解此类结构在地震作用下的受力性能和反应特点,对该结构进行了1/30缩尺模型模拟地震振动台试验.通过分析模型结构在8度多遇、基本、罕遇地震和9度罕遇地震作用下的动力特性,对模型结构和原型结构的破坏模式、层间位移、楼层剪力等动力反应进行研究.结合大型通用有限元分析软件ETABS和ANSYS的分析结果,对原型结构的抗震设计提出了改进建议.研究结果表明:原型结构能够满足我国现行规范“小震不坏、大震不倒”的抗震设防标准,即使在9度罕遇特大地震作用下,仍然表现出优良的抗震性能.     

纵向阻尼器对大跨度斜拉桥桥塔的抗震性能影响分析

为确定大跨度斜拉桥在阻尼器抗震约束体系作用下的减震性能,文章以某大跨度斜拉桥为研究对象,采用通用有限元软件SAP2000建立全桥有限元模型,采用非线性时程分析方法,研究主塔在有、无阻尼器的情况下内力变化情况。研究结果表明:该桥动力特性分析表明,第1阶周期为7.821 s,对应的振型为主梁纵漂+主塔纵向弯曲振动,远远大于结构的竖向、横向振动周期2.798、2.049 s,抗震需求明显;设置纵向阻尼器的方式能有效地减小主塔在地震荷载作用下的内力,达到内力重新分布的目的,尤其是对弯矩的减小最为明显,从而改善结构的受力性能。     

选煤厂主厂房网架结构屋盖的抗震性能研究

以某在役选煤厂主厂房屋盖的固定铰支座网架结构为研究对象,采用3D3S分析软件分析了组合荷载对网架结构抗震性能的影响.结果表明:两区网架结构动力特性相似,各网架结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振型为主,结构整体性强,局部振动不明显;在7度多遇地震作用下,结构的组合荷载作用的内力和位移响应属于同一量级,结构安全稳定性符合规范要求.     

地基不均匀沉降对上部结构内力和变形的影响

应用有限元软件ANSYS研究了地基基础不均匀沉降对上部结构内力和变形的影响．将结构的柱脚和支座简化为固定端，通过在不同的支座处预先施加给定的位移，来模拟分析地基基础不均匀沉降的影响．以深圳市少年宫“水晶石大厅”为例，研究了几种典型情况．分析表明，地基不均匀沉降方式及沉降量的大小对上部结构内力和变形有显著影响，且结构物的柱距直接影响柱的轴力．     

型钢混凝土转换节点的抗剪性能

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式进行拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了区别于普通框架节点的转换节点破坏机制、耗能能力、强度退化等.建立有限元模型,进一步对比分析,证明了转换节点在地震作用下的受力特性符合节点斜压杆机理,建立了型钢混凝土节点抗剪受力模型.     

基于地震响应谱分析的±500 kV混合式直流断路器改进设计

混合式直流断路器这类高耸结构极易在地震作用下产生较大的结构内力,导致其结构破坏并引发直流电网不能正常运行等事故.为了满足混合式直流断路器的9级地震烈度的紧凑模块化结构设计与抗震特性分析,以±500 kV混合式直流断路器为分析对象,通过Solidworks建立三维实体模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了混合式直流断路器的前8阶非零固有频率,然后进行模拟在9级地震烈度的地震作用下的响应谱分析,得到了混合式直流断路器的等效应力和方向位移云图.结果表明:混合式高压直流断路器的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性.在9级地震烈度的地震激励下,混合式直流断路器满足抗震强度要求.     

考虑上部结构附加荷载的古城墙数值模拟研究

为保护古城墙,以故宫角楼位置的城墙为例,研究了角楼内增设文物对城墙的受力性能影响.利用ANSYS仿真技术,根据城墙砌体及城土的力学参数,建立了角楼处城墙有限元模型,进行了接触分析.通过分别考虑角楼内增设文物前后两种工况,研究了城墙的内力和变形,获得了不同条件下角楼处城墙的承载能力.结果表明:角楼内增设文物前后,城墙的变形及压应力变化不大,且在容许值范围内;但城墙的主拉应力峰值在增设文物后超过容许值.因此,从保护文物角度上讲,现有角楼处城墙承载性能已达到正常使用极限状态,不适宜存放增设文物.     

多缸内燃机主轴承的结构振动响应分析

以某4缸柴油机为例，应用有限元方法在机体结构模态分析的基础上，对多缸内燃机曲轴各主轴承在曲轴轴颈作用力激励下的结构动力响应进行了计算，得到了曲轴各主轴承在不同方向上的结构振动响应曲线，并对其响应特征进行了分析。对轴承结构动力响应与机体结构模态特征间的关系，以及主轴承结构振动与机体结构振动和噪声辐射之间的关系也做了进一步的讨论。结果表明作用在主轴承上的径向力可以激起主轴承的轴向往复振动，该轴向振动传播到机体裙部并产生噪声辐射，因此可以通过控制主轴承的轴向往得振动来达到抑制机体噪声辐射的目的。     

轻钢住宅结构体系的动力特性研究

通过轻钢结构的动力特性的研究,为今后轻钢住宅的结构设计提供参考。运用AN-SYS有限元计算软件对多层(6层)和小高层(10层)国家标准AAA级住宅进行建模分析,在模型设计中分别采用纯框架结构、框架-支撑结构和框架-核心筒结构,通过模态分析、8度区多遇地震下的反应谱分析和8度区多遇、罕遇地震下的时程分析,得到三种结构体系的自振周期、各层质心位移、层间位移角、多遇和罕遇地震下节点位移时程曲线,经过比较分析,总结三种结构形式的动力特性。分析结果表明,纯框架结构适用于低多层和中低烈度的轻钢住宅。     

采空区地表框架结构建筑物的附加内力分析

针对煤矿采空区地面框架结构建筑物,利用有限元法对模拟动态开采过程中的地表移动变形所产生的框架附加内力进行计算,分析了框架附加内力与地表移动变形之间的关系和附加内力的分布规律,并指出了对建筑物安全性的影响。     

考虑温度应力的某大底盘双塔结构裙楼楼板地震反应分析

大底盘双塔结构是近年来工程中广泛应用的一种结构形式,其结构的抗震性能有其自身的特殊性和复杂性.目前国内对于此类复杂高层建筑,往往只专注于对其抗震性能的研究,对结构温度应力的考虑则没有引起足够的重视.结构整体在不同温度场的作用下,底盘大面积的混凝土楼板必定是受温度影响最显著的结构构件之一.但在具体设计中,无论是专用计算程序,还是主流的结构设计软件,都没有对大底盘楼板做进一步定量的分析.针对上述问题,本文通过有限元软件SAP2000建模对考虑温度和地震作用下的某大底盘多塔结构进行了反应谱分析,定量地分析了温度作用对大底盘楼板的内力分布和抗震性能的影响.     

Reflection signature of seismic and aseismic slip on the northern Cascadia subduction interface

At the northern Cascadia margin, the Juan de Fuca plate is underthrusting North America at about 45 mm x yr(-1) (ref. 1), resulting in the potential for destructive great earthquakes. The downdip extent of coupling between the two plates is difficult to determine because the most recent such earthquake (thought to have been in 1700) occurred before instrumental recording. Thermal and deformation studies indicate that, off southern Vancouver Island, the interplate interface is presently fully locked for a distance of approximately 60 km downdip from the deformation front. Great thrust earthquakes on this section of the interface (with magnitudes of up to 9) have been estimated to occur at an average interval of about 590 yr (ref. 3). Further downdip there is a transition from fully locked behaviour to aseismic sliding (where high temperatures allow ductile deformation), with the deep aseismic zone exhibiting slow-slip thrust events. Here we show that there is a change in the reflection character on seismic images from a thin sharp reflection where the subduction thrust is inferred to be locked, to a broad reflection band at greater depth where aseismic slip is thought to be occurring. This change in reflection character may provide a new technique to map the landward extent of rupture in great earthquakes and improve the characterization of seismic hazards in subduction zones.     

基于Hypermesh的地铁主横梁组成强度有限元分析

针对地铁列车在使用中主横梁组成易形成疲劳破坏和断裂的问题,通过分析上海地铁6、8号线主横梁受力及对称结构等特点,进行了该横梁的强度分析.应用Hypermesh分析软件对主横梁组成有限元模型进行了模型的前后处理,得到主横梁在强度状况下的应力图和变形图.通过分析主横梁的变形和应力状况,获得该横梁强度是否满足设计要求,并提出...