机器振动对厂房结构影响的检测及分析

应用振动测试方法,对机器振动对厂房结构的影响进行检测及分析.检测结果分析表明,在机器振动产生的动荷载作用下,厂房结构振动响应不满足工程结构安全要求.分析了其原因并提出应采取的有效措施,为对厂房结构进行安全评价提供了可靠的科学依据.     

薄膜结构风致振动研究进展

薄膜结构具有质量轻、刚度小、自振频率低的特点 ,因而属于风敏感结构。作用在薄膜结构上的风荷载 ,除与气流本身的特性有关外 ,还与结构在风荷载作用下的位移、速度、加速度等有关 ,从而引起附加的气动力。因此 ,在研究薄膜结构的风致振动时 ,必须考虑流固耦合作用。笔者对薄膜结构的风振研究方法进行了总结 ,主要介绍了简化气弹力学模型方法及简化流体力学解析模型方法 ,并分别用于分析小于临界风速时结构的反应和确定结构的颤振临界风速。     

新型带弹簧支撑抗冲击研究及其在泥石流拦挡坝中的应用

为了使结构或构件能够更好地承受住泥石流、爆炸等冲击荷载,设计出一种新型带弹簧的支撑(件)。运用显式动力分析方法,对冲击载荷作用下的这种支撑进行数值模拟,计算得到新型支撑的动力响应,并与普通支撑进行对比分析。结果表明,新型支撑能更好地防止冲击荷载作用下的结构过早发生塑性变形。另外,在泥石流防治结构中,引入这种新型支撑,设计出新型泥石流拦挡坝。运用有限元软件ls-dyna对新型泥石流拦挡坝进行大块石冲击模拟,并与普通重力式拦挡坝进行对比分析,得出新型拦挡坝坝底应力远小于普通泥石流拦挡坝的应力。研究结果表明,新型带弹簧支撑及新型泥石流拦挡坝的抗冲击效果非常明显。     

混凝土结构抗震性能研究取得新成果

混凝土结构在其工作过程中除了承受正常的设计载荷外，往往还要承受诸如地震、爆炸、冲击和撞击等动载荷。北京理工大学宁建国教授指导的课题组多年来一直从事混凝土、钢筋混凝土材料与结构在动态荷载作用下的动态力学性能分析和理论建模方面的研究，取得了很好的研究成果。     

T型结构压力管道流固耦合模拟与试验验证

为研究T型压力管道结构内部流体非定常流动诱发的管道振动问题,采用流固耦合分析方法进行分析,借助有限元分析软件ADINA对输送气体介质的T型压力管道结构的进行了流固耦合数值模拟,得到了管内流体流动参数的变化以及管道应力分布规律,并预测了管道振动特性。同时,利用管道振动测试试验系统进行T型管道结构的振动特性进测试,得到压力管道耦合振动响应频率。结果表明:流固耦合数值计算的结果与试验结果能较好地吻合,流体介质的T型压力管道内存在明显的流固耦合效应,不考虑流固耦合作用结果与实验结果相差很大。     

高速铁路环境振动影响综述与实测研究

从4个方面总结了高速铁路环境振动研究领域近年来已取得的研究成果,包括振动产生机理与振源特性、振动传播规律、环境振动影响和振动控制;以京沪高铁沿线某车间内地面振动实测数据为例,结合国际标准,分析评价高速铁路环境振动对人体、精密仪器的影响;并对该领域今后需要研究的问题和高铁沿线场地合理化利用提出建议。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(五)

第四讲 结构构件变形检测1 检测目的 检测建筑物整体及结构构件的变形状态是综合判断建筑物可靠性的重要依据之一。结构构件产生过大的变形,不仅说明结构或构件本身的刚度和承载能力下降,有可能发生危险,而且还可能使其它结构构件产生过大应力,导致整个建筑物承载能力下降,而处于不安全状态。因此,在检测结构构件的变形过程中,一方面要注意发生变形的原因、变形不良后果以及变形对其它构件承载能力的不良影响,另一方面还要掌握整个建筑物的变形情况。 由于变形与构件断面、材料强度、荷载大小、裂缝、支承节点等有密切关系,所以检测变形时必须与这些项目同时进行。 变形检测内容包括:结构构件的变形测量和基础沉降观测两大部分。2 结构构件变形测量2.1 测量项目及内容 (1)结构构件挠度测量:梁、板、屋架、桁架、托架等构件在静、动载作用下的挠度值测量。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十五)

1 检测目的 结构构件工作应力状态检测是指采用应力测试方法,测量已有建构筑物结构构件在实际荷载作用下的各构件的真实应力状态,找出最大应力位置和数值,测定构件在工作过程中所受载荷大小及方向,在已知构件材料强度的条件下,对各构件的实际承载能力和可靠性作出评价。 结构构件工作应力状态检测与应力分析理论相结合,还可以解决一些复杂结构的内力分析问题,查找结构构件破坏、失效的原因,确定危险结构构件。 因此,结构构件工作应力状态检测是建构筑物可靠性检测评价主要内容之一。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十八)

第十讲 结构振动特性测试（续）5.3 脉动法 脉动法通常用于测量整体建筑物的动力特性。此法不用专门的激振设备,而是通过测量建筑物由于外界不规则的干扰（如地面运动、风等）而产生的微小振动,即“脉冲”,来确定建筑物的动力特性。该方法具有不需激振设备、简便易行、不受结构形式和大小的限制、适用于各种建筑物动力特性测量等优点,因而得到广泛应用。由于建筑物本身是一个复杂的体系,当振幅增大时,其刚度有所降低,所以用脉动法测得的固有频率比共振法测得的要偏大一些。     

预应力混凝土连续小箱梁桥荷载试验研究

为评估鄂钢东西区连接公路桥在正常运营状态下的承载能力和安全性,选取该桥第一、三联的预应力混凝土连续小箱梁进行静、动荷载试验。在静荷载下测试最不利断面的应力和挠度,通过动荷载试验来测试该桥的自振频率、振幅和冲击系数,并与理论值进行对比。结果表明：主梁测试桥面的挠度校验系数和断面的应力校验系数的理论值大于实测值,其最大相对残余变形和残余应变率均不超过20%;第一、三联一阶竖向振动频率实测值分别为3.20、3.55 Hz,实测值均大于计算值,结构整体刚度满足要求;第一、三联实测桥梁冲击系数分别在0.12～0.16和0.15～0.18,桥梁在冲击荷载作用下能正常运营。在正常运营状态下,桥梁结构的整体刚度满足设计要求,且处于弹性工作状况,该桥的自振频率和冲击系数均在合理范围内,表明鄂钢东西区连接公路桥整体承载能力满足公路I级荷载要求。     

风载荷作用下立式低温储罐动力可靠性分析

针对随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性问题,以300 m~3的中小型立式低温储罐为研究对象,利用自回归(AR)模型进行数值模拟,得到风载荷的脉动风速时程与脉动功率谱密度函数;采用ANSYS程序建立储罐三维有限元模型,并对储罐进行动力学分析,计算出储罐结构的随机响应值,进而得到随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性所需全部数字特征;利用首次超越机制计算得到储罐的动力可靠度。结果表明:在50年一遇高度为10 m处最大风速26. 8 m/s的情况下,振动频率为0. 83 Hz时,结构位移、速度响应幅值比较大,储罐对低频振动比较敏感;随着使用年限的增加,储罐结构动力可靠度呈现出负指数形式下降趋势,当储罐达到设计使用年限25年时,可靠度降为71. 46%。     

大型往复压缩机管路振动分析与优化北大核心CSCD

为保证往复式页岩气压缩机管路的运行安全,以振动最为剧烈的二级排气管路为研究对象,基于平面波动理论和振动理论,开展了管路气流脉动分布规律和管路振动特性研究,锁定了管路气流脉动超标区域与振幅超标部位。开展了管路关键部位的振动测试,结果表明,管路振幅超标,试验与仿真结果的振动峰值频率、振幅吻合度高,验证了仿真模型与结果的准确性。综合试验与仿真结果,分析得出管路气流脉动超标是诱发管路振动超标的主要原因。针对管路振动超标问题,开展了孔板孔径比正交试验和管路结构优化设计,优化后管路的气流脉动和振幅得到了明显改善,且均在API 618标准许用值范围内,降低了管路结构破坏风险,提高了压缩机组的可靠性和安全性。     

爆破冲击荷载下隧道振动特性与安全性评价研究

隧道工程爆破施工引起衬砌结构以及地表建筑物破坏时有发生,研究隧道工程爆破振动效应以及安全性评价方法,对确保隧道工程施工安全十分重要。基于三维动力有限元分析方法,以某城市双连拱隧道工程爆破施工为例,探讨爆炸冲击荷载作用下隧道围岩介质动力响应特征。研究表明,爆破冲击对周围介质的影响具有时间滞后和累积损伤效应,只考虑爆破瞬时最大振动波速对围岩介质以及地表建筑物的影响不能真实反映爆破影响的实质。同时结合具体工程对地表建筑物爆破安全评价方法进行分析研究,建议将现代数值分析方法应用于复杂条件下隧道爆破安全性评价工作。     

爆炸荷载统计模型下重力坝动力响应随机分析

为准确预测混凝土重力坝结构在爆炸荷载作用下的动力响应特征,确定其概率意义上合理的防爆距离,提出基于爆炸荷载统计模型的重力坝结构动力响应随机性分析方法。首先,在已有爆炸荷载公式、计算图表和相关试验统计数据的基础上,建立空中爆炸荷载统计模型。同时,构建国内某混凝土重力坝的非溢流坝段的炸药-空气-坝体-地基的有限元耦合模型。然后,在考虑爆炸荷载的不确定性情况下,运用动力学显式算法分析坝体结构的不确定性动力响应特征。最后,采用统计学分析方法研究坝体动响应量最值的概率分布特征及损伤状态随比例爆炸距离的变化。结果表明,结构爆炸动力峰值响应量大致服从正态分布,在重力坝结构的抗爆防护设计中应合理考虑爆炸荷载变异性的影响。     

风致弱振下高层建筑舒适性评价研究

基于结构安全的高层建筑理论计算模型所确定的结构动力特性与实测值往往有较大差别,这会使结构动力响应的计算及风振舒适度的评价产生较大误差。针对此问题,基于风振舒适度评价的目的,考虑填充墙、楼板装饰面层、楼梯和活荷载取值四种精细化模型修正因素,提出了基于舒适度评价的高层建筑精细化计算模型的一般构建方法。通过实测和理论分析对某沿海高层建筑的精细化计算模型进行了研究,对精细化模型的修正因素进行了探讨。结果表明:精细化模型修正因素中填充墙对结构动力特性的影响最大,精细化计算模型的动力特性与实测值更吻合,更准确地反映了结构真实的振动特性。精细化计算模型的研究工作可为此类高层建筑的风振舒适度评价提供借鉴。     

桥梁安全状态评估有限元模型修正方法

桥梁结构的长期健康监测和安全状态评估需要一个能真实反映结构静动力特性的有限元(FEA)模型,而初始有限元模型与实际结构往往存在误差。提出一种有限元模型修正方法:首先进行环境激励测试,然后用随机子空间(SSI)识别,最后用粒子群算法(PSO)进行优化。以一座模型斜拉桥为例,利用布置在桥梁上的拾振器,测试环境激励下的桥梁的振动信号;采用SSI法对测得的信号模态识别,并用PSO修正有限元模型。结果表明,经过修正,桥梁有限元模型的第1,3,4和5阶频率值与实测信号分析值的误差均减小,能真实反映结构的静动力特性,可用于桥梁安全状态评估。     

露天矿爆破地震波作用下框架建筑的动力响应

为研究露天矿爆破地震波作用下框架建筑的动力响应,开展了现场试验和数值模拟研究.试验测得爆破地震波参数和框架结构主体、砌体填充墙的固有频率及其动力响应;采用ANSYS程序计算出框架结构主体和砌体填充墙的固有频率,并分析了模型在爆破地震波作用下的动力响应.结果表明,填充墙体的固有频率高于建筑主体的固有频率,且接近于爆破地震波的输入频率,数值模拟计算的固有频率与现场测试结果一致;填充墙体的振动速度高于建筑主体的振动速度.虽然爆破地震波地表振动速率满足《爆破安全规程》,但框架结构主体和砌体填充墙固有频率的差异和频繁爆破震动使得砌体填充墙与梁、柱连接处产生裂缝.因此,评估露天矿周边框架建筑的振动安全性时,应考虑建筑的动力特性和露天矿爆破的特殊性.     

隧道下伏溶洞顶板安全厚度确定方法

为解决溶洞与隧道间安全距离如何确定的问题,在研究现有动荷载下顶板安全厚度确定方法的基础上,推导出固支梁振动微分方程,建立隧道与溶洞间岩层失稳的双尖点突变模型,分析其失稳力学机制及破坏条件,得到安全厚度的非线性方程,并运用Matlab进行迭代法编程求解;分析爆破振动强度、频率、围岩特性、隧道跨度等对安全厚度的影响。结果表明:隧道与溶洞间岩层安全厚度是由岩层的内外因素共同决定;在同一振动荷载幅值下,安全厚度与振动频率呈非线性关系;在同一振动频率下,安全厚度与爆破振动荷载幅值呈线性关系;安全厚度随弹性模量的增加而逐渐减小,随溶洞跨度的增加呈近似正比例增加。     

非随机过程的地震激励下埋地压力管道的非概率可靠性分析

在地震工程中,利用传统的随机过程模型来建立动态不确定荷载的随机过程模型,需要大量的时间历程实验样本。基于地震记录因受成本或实际因素限制导致的样本贫乏,且传统的随机过程的求解计算量巨大,提出了以非概率的集合理论凸方法为理论基础的非随机过程,以解决实际工程对地震荷载随机过程函数分布形式的灵敏问题;针对实际地震荷载的非平稳性随机性特征,结合区间模型和强度包络函数,建立了区间非平稳地震荷载模型;根据地面运动的时域非平稳特征,结合非随机过程振动理论,推导了埋地管道的动力响应;为了求解出的埋地管道在内压作用下的管道强度,采用了von-Mises第四强度理论,建立了非随机过程地震荷载下的埋地压力管道动力响应式;根据理论分析出的简化公式,结合非概率可靠性理论,针对某成品油管道进行了非概率可靠性实例分析。研究结果表明:在小样本情况下,利用凸模型理论可处理荷载的时变不确定性,可进行结构的非概率可靠性分析;这对只有小样本的实际工程的抗震可靠性分析具有指导作用,对建立地震激励下的结构的响应设计体系研究具有积极意义。     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。