220kV变压器⁃套管体系抗震性能的数值模拟分析∗

为了进行高压变压器-套管体系抗震性能的数值模拟分析,并进行高压变压器-套管体系地震动模拟振动台试验方案的初步设计,针对OSSZ11-240 000/220 型变压器,采用ABAQUS 软件建立了变压器-套管体系的有限元分析模型,模拟了其自振特性和关键部位地震响应。在模拟结果的基础上,分析了变压器油箱顶板刚度对套管抗震性能的影响、套管根部的动力放大系数、以及套管地震响应的特点等。结果表明： ①变压器油箱顶板刚度较低会降低套管的自振频率,放大其地震响应,同时,油箱顶板上多个套管间的动力相互作用会改变其地震响应;②高压套管根部的动力放大系数最高达5.17,远大于规范推荐值;③缩尺模型与原模型模态和动力分析结果的对比验证了缩尺模型的合理性。建立的有限元方法可用于高压变压器—套管体系抗震性能的数值仿真分析、以及制定高压变压器—套管体系地震动模拟振动台试验的初步方案。     

混凝土板墙加固后墙片与剪力墙性能的对比研究

首先通过3个墙片的水平低周反复伪动力试验,对比研究了混凝土板墙加固后墙片与剪力墙的承载力、耗能能力等各项抗震性能.由于试验条件的限制,试验仅对比研究了120 mm混凝土剪力墙与双面60 mm混凝土板墙加固后墙片的抗震性能.在试验基础上,利用有限元软件建立合理的计算模型,将计算结果与试验结果进行了对比分析;利用该计算模型...     

钢筋混凝土箱型高墩双向拟静力试验研究

随着高墩大跨桥梁的广泛应用,其抗震问题也越来越突出。本文主要考虑轴压比、长细比的影响,进行了6个钢筋混凝土薄壁箱型高墩缩尺模型的双向拟静力试验,以及反复荷载作用下的非线性分析。研究表明:①钢筋混凝土薄壁箱型高墩柱在多维荷载共同作用下,主要发生典型的弯曲破坏,但剪切作用也不容忽视;②墩柱的破坏受到不同方向耦合作用的显著影响,尤其是抗弯刚度小的一侧受到的影响更大,较早就出现开裂,提前进入塑性发展阶段;③非线性有限元计算的滞回曲线、骨架曲线等与试验结果基本吻合;④建立了考虑轴压比、长细比影响的钢筋混凝土薄壁箱型高墩的双向荷载—位移恢复力模型,该模型基本能够反映钢筋混凝土薄壁箱型高墩的抗震性能,可供钢筋混凝土箱型高墩柱及高墩桥梁结构的抗震设计和动力计算参考。     

不同抗震设计的砖混结构校舍抗震性能对比

砖混结构在我国中小学校舍中所占的比例较高,在近几年发生的地震中,其震害十分明显。以中原地区某县中小学校舍鉴定汇总结果为基础,取某砖混结构教学楼为例,分未考虑抗震设计、考虑抗震设计和未考虑抗震设计但进行了抗震加固改造三种工况,以PKPM软件对其进行抗震性能对比分析,并以此方法对该县中小学砖混结构校舍进行抗震性能计算及对比分析。结果表明,校舍中考虑抗震设计的工况比其它工况的抗震性能高,该地区2000年前的校舍需改造加固。     

基于IDA的重力坝三维系统抗震性能研究

为了研究在地震作用下混凝土重力坝的整体抗震性能,以我国西南地区200 m级的光照混凝土重力坝为例,建立了整体大坝的坝体-库水-地基系统三维有限元模型,基于增量动力分析法对该模型进行了地震响应分析及地震易损性分析。根据整体大坝模型的增量动力分析计算结果,分别提取了坝顶和底孔的位移进行IDA曲线、分位曲线以及地震易损性曲线的绘制。结果表明地震波的PGA在0. 2 g以下时,坝体出现破坏的概率很低; PGA为0. 3 g以下时,可满足坝体基本功能保障;PGA在0. 6 g以下时,能满足坝体基本安全保证。     

地震灾害中的高压电气设备响应与易损性分析

在历次地震灾害中,高压电气设备通常最容易遭受振动破坏。为了研究地震灾害中高压电气设备的易损性,降低设备损坏带来的相应损失,引入对数正态分布方法,并在此基础上设计了设备损坏率计算方法,实现设备损坏率与地震烈度的关系曲线拟合。针对高压电气系统中的变压器、断路器与隔离开关三种关键设备,采用两种地震波共同对其进行地震位移响应分析,根据实验结果曲线,三类电气设备的位移响应均随着地震烈度呈增加趋势,其中变压器的位移响应最显著;根据设备易损性分析,依次得到设备损坏率与烈度关系曲线、损坏率密度曲线,结果进一步验证了在地震作用下,变压器是最容易遭受损坏的设备,引起其损坏的地震烈度最小,然后依次是断路器和隔离开关。通过地震灾害中各种电气设备的响应与易损性,可以有效提高设备的抗震性能。     

软土地基⁃浅基础体系地震反应数值分析∗

软土场地中的天然地基浅基础在强震作用下易产生失稳及震陷等破坏,在设计过程中充分考虑并利用其土结相互作用的影响,可以有效提高体系的抗震性能.基于OpenSees有限元计算平台,建立包含土结接触面的软土地基-浅基础二维平面应变模型,计算分析了不同地震动输入和基础上部荷载对体系地震动、基础震陷量和基底反力分布的影响,结果表明:强震作用下软土场地对地震动的放大作用减弱,但会产生大变形,因此抗震设计的重点应着眼于地基基础的大变形;上覆荷载大小对最终震陷值和震陷范围影响显著,而未改变震陷曲线间的相对形态;地震动能量的累积时间及累积速率影响软土地基-浅基础体系震陷的发展,抗震分析中应考虑场地设计地震动的有效持时和阿里亚斯强度;采用碎石桩等加固措施可改变基底压力分布形态,从而有效的提高体系的抗震性能.     

江西典型村镇既有房屋抗震性能分析

为进一步掌握江西村镇既有房屋的抗震能力现状,基于已有抗震调查资料及初步分析结果,以3栋典型房屋为例,开展了弹塑性有限元分析。针对1栋现存的2005年九江-瑞昌地震中受损的典型砌体结构,分析其震害特点,并对其进行弹塑性有限元分析,通过与实际震害对比,验证了有限元模型的有效性,并对早期江西村镇房屋的抗震性能进行了论述。在此基础上,对该结构增设圈梁构造柱以及改变砂浆强度,分析其对砌体结构抗震性能的影响;分别选取1栋江西典型村镇砌体结构和框架结构,进一步开展有限元分析,并结合调查数据及震害预测结果,对江西村镇既有房屋的抗震性能进行了分析。结果表明:2005年九江-瑞昌地震后江西村镇房屋的抗震性能有所提高,所调查的江西村镇既有房屋基本满足当地的抗震设防要求;增设圈梁、构造柱及适当提高砂浆强度可有效增强砌体结构的抗震性能。     

基于多级模糊综合理论的桥梁抗震安全性评价

在对影响桥梁抗震性能的因素进行分析的基础上,选取了26项对桥梁抗震安全性影响较大的子因素作为评价指标,从桥梁结构、基坑设计、维修养护、抗震设备和场地条件等5个方面,建立了桥梁抗震多级模糊综合评价体系,并对广州市某一特大桥抗震安全性的进行了分析。结果表明,多级模糊综合理论评价方法的计算结果与实际桥梁服役情况相符合,维修养护是此桥梁抗震安全性的薄弱环节,多级模糊综合理论的评价方法为建筑及其他工程抗震防灾方面的提供参考和借鉴。     

无粘结部分预应力混凝土梁恢复力模型的研究

在已完成的16根无粘结部分预应力混凝土梁低周反复荷载试验的基础上,对不同配筋率的13根无粘结部分预应力混凝土梁进行了分析,建立了无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩-曲率恢复力模型,根据得到的弯矩-曲率恢复力模型,采用虚梁法编程计算了无粘结部分预应力混凝土试验梁的弯矩-挠度滞回曲线,计算结果与试验结果吻合良好。恢复力模型的建立为无粘结部分预应力混凝土梁的抗震性能研究提供了理论依据,具有理论和工程实际意义。     

简化构造约束型再生砖墙体抗震性能分析

提出了一种简化构造约束型再生砖砌体结构,采用在再生砖墙体端部和中部布置竖向构造钢筋的构造措施。为深入研究这种简化构造约束型再生砖墙体的抗震性能,用ABAQUS对已完成的2个不同构造措施再生砖墙体试件低周反复荷载下的抗震性能试验进行数值模拟,其中,1个为普通再生砖墙体,1个为简化构造约束型再生砖墙体,2个墙体试件高宽比均为0.6。分析了各试件弹塑性变形特点,得到了水平荷载-水平位移关系曲线,计算结果与实测骨架曲线符合较好。同时分析了简化构造约束墙体水平承载力随墙体压应力比变化的规律。研究表明:简化构造约束型再生砖墙体抗震性能良好,所采用简化构造措施施工相对容易,造价较低,适合于村镇低层房屋抗震设计。     

断路器并联电容器离子性缺陷介损特性分析

对 JWF150-1500 型和 JWF150-0.0015GHW 型断路器并联电容器进行高压介质损耗试验,发现部分断路器并联电容器随电压升高介损值变化明显,存在离子性缺陷。通过数据和理论分析,解释了断路器并联电容器介质损耗随电压变化的原因及离子性缺陷对断路器并联电容器影响,并提出有效解决措施。结果表明:例行试验与投运前试验时 10 kV 下 tanδ 测量值偏差较大,且高压介损随电压变化下降明显的断路器并联电容器,可认定存在离子性缺陷。     

方钢管混凝土框架加固后的非线性有限元分析——受低周反复荷载作用

建立了加固后损伤方钢管混凝土框架的三维非线性有限元分析模型，用以研究该框架在低周反复荷载作用下的抗震性能。该模型考虑了钢与混凝土的黏滑作用。通过与损伤方钢管混凝土框架加固后的结构在低周反复荷载作用下滞回曲线和刚度退化曲线的对比表明，计算结果较为精确，该模型可以应用于方钢管混凝土框架的结构分析中。同时由试验和有限元分析计算的结果可知，损伤方钢管混凝土框架结构加固后，具有较好的抗震性能。     

具有串并联结构的363kV真空断路器温升研究

温升是高压真空断路器状态监测时需要重点考虑的技术指标,具有串并联结构的363 kV快速真空断路器对每一个灭弧室单元提出了更高的可靠性要求。为向363 kV快速真空断路器的温升监测提供参考,基于断路器的实际设计尺寸,建立了三维电磁-热耦合模型,引入辐射、对流、接触电阻等多重边界条件,采用有限元法计算得到了整机不同工况下的温度分布。计算结果表明:导电铜排和真空灭弧室触头温度最高,断路器整体在额定电流和短路冲击电流下的最高温度为73.3 C和93.3 °C,满足温升标准和热稳定性要求。     

巨-子结构控制体系地震易损性分析

提出了一种基于性能的巨-子结构控制体系的地震易损性分析方法。定义了巨-子结构控制体系的4个极限状态,提出了基于巨-子结构控制体系极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。通过考虑近场与远场地震动的不确定性,采用增量动力分析(IDA)对比分析了传统巨-子结构抗震体系和巨-子结构控制体系在近、远场地震作用下的地震易损性,并得到了两者的易损性曲线,给出了巨-子结构控制体系的破坏概率。所得结果可供地震灾害的巨-子结构控制体系损伤评估参考。     

拟静力法与时程分析法计算液化场地桩基地震响应的差异研究

桩基抗震设计与验算历来是工程建设中的难题,拟静力法与时程分析法是抗震设计中常用的两种计算方法。本文依托废黄河泛滥区江苏宿迁典型桩基工程实例,对比和分析了二者计算地震作用下桩基动态响应的异同。计算结果表明,二者的计算思路存在着明显差异,由于拟静力法未考虑土层变位对桩基的影响导致其计算结果偏小,而时程分析法因考虑了桩-土-结构之间的相互作用,其计算结果更加符合工程实际,但较拟静力法会消耗更多计算时间。根据时程分析法的计算结果,进一步对拟静力法的桩头弯矩计算公式进行了修正,并给出了修正系数。     

外包钢板加固混凝土框架节点应用与抗震分析

结合工程实例介绍了外包钢板加固混凝土圆形截面柱与矩形截面梁框架节点的施工方法,参照相关规范探讨了加固前后节点核心区的抗剪承载力计算公式,利用ABAQUS软件分别对工程实例的框架梁柱十字形节点、节点核心区进行了低周反复荷载作用下的抗震性能分析,结果表明:节点核心区的抗剪承载力加固后比加固前提高40%以上、并且有限元软件分析结果与理论公式计算结果比较吻合;在低周反复荷载作用下加固后与加固前相比,滞回曲线更加饱满、延性系数更大,说明加固后框架梁柱节点的耗能能力、塑性变形能力和抗震性能均比加固前得到了明显的提高,相比而言,用节点核心区的滞回性能更能准确反映节点的抗震耗能能力。     

剪切失效型钢筋混凝土柱滞回模型参数识别与经验预测∗

在我国中低抗震设防烈度地区的既有钢筋混凝土结构中,有很大一部分既有钢筋混凝土柱在地震作用下容易发生剪切破坏,失去竖向承载力,导致既有建筑发生倒塌,造成严重的经济损失和人员伤亡。一个简单、高效的滞回模型对剪切失效型既有钢筋混凝土柱的抗震性能评估具有重要意义。首先提出了一个简化的七参数折线型滞回模型,然后基于SERIES数据库中的剪切失效型钢筋混凝土柱试验结果,采用微分进化算法,对七参数折线型滞回模型进行了参数识别。最后,采用经验回归分析方法,提出了七参数折线型滞回模型中关键参数的经验预测方程。结果表明:给定设计参数,提出的七参数折线型滞回模型可以方便、快速地预测剪切失效型钢筋混凝土柱的恢复力-位移关系,便于工程应用。     

震损钢筋混凝土框架柱加固修复试验研究

以地震损伤钢筋混凝土框架柱为研究对象,重点研究了损伤、加固后的钢筋混凝土框架柱的抗弯、抗震性能及加固措施。设计并制作了6根钢筋混凝土柱试件。第一步,对原试件进行损伤试验;第二步,对损伤柱试件进行碳纤维加固和钢板加固,试验分析加固试件的抗震性能。考虑了不同轴压比与加固方式等参数的影响,对比研究不同轴压比作用下,采用不同加固方式柱试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能、延性及破坏形态等抗震性能,并对不同加固方案的效果进行分析比较,揭示了不同变化参数对加固后柱的抗震性能等指标的影响规律与程度,为我国建筑抗震设计规范和混凝土结构加固规范的修订提供试验和理论参考。     

不同配钢型式圆截面型钢混凝土巨型柱抗震性能

为研究某超高层建筑巨型框架结构型钢混凝土巨型柱的抗震性能,利用40000kN大型加载装置,进行了1个内置H型钢和1个内置十字形型钢巨型柱模型试件的低周反复荷载试验,两试件截面尺寸、配钢率、配筋率、混凝土强度等级均相同,主要不同在于配钢型式。对比分析了两试件的破坏特征、滞回曲线、承载力、变形、刚度退化过程和耗能,得到了配钢型式对其抗震性能的影响,并采用纤维模型法进行了正截面承载力计算。结果表明:两试件均呈现出以弯曲为主的破坏特征,滞回曲线较为饱满,承载力下降缓慢,极限位移角超过5%,表现出良好的变形能力和耗能能力;十字形型钢混凝土巨型柱两个工程轴方向性能相同,H型钢混凝土巨型柱强轴方向性能好于十字形型钢混凝土巨型柱;计算所得承载力与实测承载力符合较好。