单晶炉的振动分析与计算

分析了增设高承台支座的单晶炉的自振特性.根据设备对环境振动的高要求,首先分析并计算环境振动对其影响,给出振动加速度反应谱曲线,按照单自由度体系对加支座的单晶炉进行强迫振动分析;然后按基本烈度8度分析并计算设备的水平地震作用及其效应.     

基于反应谱CQC法的桥式起重机抗震薄弱点分布规律研究

结构抗震设计中,广泛应用反应谱CQC法计算结构的地震作用及其效应。本文建立了6个型号的典型双梁桥式起重机有限元模型,在静应力计算的基础上采用模态分析,基于反应谱CQC法,对典型桥式起重机的结构进行了地震响应分析,归纳总结了七个抗震薄弱点。经分析,起重机主梁中部与小车接触点为地震工况中桥架最大应力位置。基于有限元软件的方法,可为其他类型起重机的抗震薄弱点分布确定提供参考。     

近断层地震动考虑能量损伤效应的非弹性强度需求

由于靠近断层处地震地面运动中速度脉冲作用的存在,导致传统的基于瞬时加速度反应谱的抗震设计,不能有效考虑由此带来的巨大能量耗散和位移需求。笔者采用代表性的脉冲型实际近场地震记录和人工模拟三角函数地震动时程,在分析累积输入地震动耗能和结构位移间关系基础上,提出了等效速度比的表达式;给出了近场地震动的等效变形需求表达式;提出了等价延性系数的概念,来考虑由于地震动能量耗散对结构的强度需求;经非线性时程分析方法对其稳定性进行了验证比较,有利于增强结构的安全性。     

基于能力谱的建筑物震害评估及城市抗震规划

为减轻地震建筑物破坏带来的人员伤亡和经济损失,根据能力谱方法计算7度和8度地震影响下建筑物的破坏状态,在此基础上进行城市抗震规划。首先把城市建筑物分成钢筋混凝土、砌体、钢框架及木结构4类;然后利用能力谱方法得到建筑物各种损坏状态的概率及震害指数;最后提出抗震规划措施,在GIS环境下可视化表达建筑物震害分级图。结果表明,中层小于低层和高层建筑物的震害指数;对低层和中层建筑物,钢筋混凝土的抗震能力较强。7度地震时,未设防和低设防建筑物的震害指数在0.5和1.0之间,轻微破坏;部分中等设防和高设防建筑物的震害指数小于0.5,基本完好。8度地震时,4类建筑物的震害指数在0.5～1.0之间,轻微破坏。进行城市抗震规划后,建筑物受7度地震影响时基本完好,受8度地震影响时轻微破坏。     

石化企业地震火灾预防

1 强化石化企业抗御地震的能力 1．1增强建（构）筑物抗御地震的能力 厂区内各类建（构）筑物（包括设备基础）的初建、改建和扩建,必须将抗震设计纳入建设的设计、施工和验收中,使之达到本地区抗震等级标准。     

淮南市建筑物震害预测及相关损失计算

以淮南市作为研究对象,应用能力谱方法对淮南市建筑物在8度地震下的破坏情况及相关损失进行了计算.根据建筑物结构的类型、抗震设防级别、层数、建筑高度和建筑材料等查表得到相应参数,构造出建筑物能力曲线; 通过查阅建筑物抗震设计规范构建淮南市建筑物的需求谱; 依据能力曲线与需求谱交点所确定对应的谱位移计算出建筑物对应各个震害等级的超越概率; 用相邻震害等级中相对轻的震害等级对应的超越概率减去相对重的震害等级对应的超越概率,得到建筑物处于各个震害等级的概率.并根据破坏的严重程度进行了震害区划.研究结果表明,淮南市的大部分地区在8度地震的情况下破坏并不十分严重,但区域12,13和17的破坏相比于其他区域较大,这些区域正是淮南市主要的老城区,存在大量的老旧建筑.研究结论与实际情况基本相符,具有较高的实用价值.     

新疆克孜尔水库地震风险分析及防范研究

克孜尔水库地震风险防范系统是在强震台阵、F2活动断层监测设备完善、观测分析中心及抗震风险防范中心等硬件建设的基础上,通过在GIS平台上建立构造纲要、潜在震源区、峰值加速度区划、大坝所在位置等专题图层,完善地震传输系统、大坝数字减灾系统等软件建设。把强震监测信息系统技术应用于水库地震风险防范决策支持和实际运行科学管理,实现可在线处理子台传输过来的地震加速度时程曲线。分析各测点场地最大加速度值、水工结构的动力放大系数、场地卓越频率、结构自振频率、地震持续时间及水库诱发地震判别等重要参数,为各项决策提供可靠的快速支持,从而建立国内首座在活动断层上直接建坝的克孜尔水库大坝的震后快速报警体系和初步数字减灾系统,形成有效的震后快速修复措施,为深入开展活动断层上筑坝技术研究奠定基础。     

近场地震速度脉冲效应及模拟模型的研究

从近场地震速度脉冲的形成机理分析入手 ,对近场地震动的时程曲线和反应谱进行探讨 ,说明了具有前方向性速度脉冲效应的幅值要大的多 ,对反应谱的长周期段影响显著 ,使反应谱变胖 ,引起谱峰值向长周期处漂移 ,蕴含了巨大的地震能量 ,因此 ,对结构抗震提出了更高的要求。在以上研究的基础上 ,对典型的简化脉冲模拟模型参数进行讨论 ,提出了更为合理的参数取值 ,最后 ,从时程曲线、反应谱和结构地震反应 3个方面 ,对模拟脉冲和实际记录的差异进行对比 ,验证了推荐参数的合理性。     

基于ANSYS的球型储罐抗震模拟分析

在地震作用下,球型储罐结构由于地震激发引起振动,从而使结构产生随时间变化的位移、速度、加速度、内力和变形。通过ANSYS结构动力学有限元程序对球型储罐结构进行抗震模拟分析,得出球壳与盖板连接区、支柱区域及拉杆区域三种典型的不连续结构及其应力云图,分析对比各区域的应力响应。数值模拟结果对建立健全重大危险源抗震安全体系及化工设施安全投入有着重要的理论意义     

尾矿库溃坝离心机振动模型试验研究

为研究强震作用下尾矿库溃坝动力反应及溃坝演化规律,在清华大学离心机上进行尾矿库溃坝自重加载条件下离心振动模型试验。试验采用离心场图像采集系统、非接触位移测量系统及动态注水系统,采用Kobe波作为地震输入,测量模型加速度、孔隙压力、面板应力变形、坝体位移及其发展变化过程。试验结果表明:地震输入条件下的模型加速度近似均匀分布,尾矿库浸润线的位置随着水位的升高而逐渐上升,孔隙压力增大使得尾矿库坝体强度降低,但在水平地震下,仍能保持稳定。在蓄水过程中,尾矿库坝体产生明显的变形,出现了局部滑坡,但在地震作用下产生的变形较小,并且应变反应波形较为一致,表明尾矿库结构模型地震反应的整体性较好,具有良好的抗震稳定性。     

基于神经网络的矮塔斜拉桥近断层地震响应参数敏感性分析*

为研究近断层地震动对矮塔斜拉桥地震响应参数敏感性的影响,提出基于BP神经网络配合有限元分析的参数敏感性分析方法（FBSA法）,以某铁路矮塔斜拉桥为研究对象,进行参数化有限元建模,运用BP神经网络计算近断层地震动作用下矮塔斜拉桥响应以及自振频率对各参数的敏感性系数,分析近断层脉冲地震动对地震响应敏感性的影响规律。研究结果表明:FBSA法可快速、精确地完成敏感性分析,为抗震设计与优化提供更全面的参考;矮塔斜拉桥几何布置和截面尺寸对振型刚度影响较大;近断层脉冲地震动作用下,桥梁位移和内力响应明显增大,各设计参数对桥塔位移、桥墩位移和内力以及主梁横向位移和弯矩的参数敏感性具有显著影响,对主塔内力和主梁竖向位移参数敏感性的影响不明显。     

Enhanced seismic performance of non-standard bolted flange joints for petrochemical piping systems

This paper presents an experimental test campaign carried out on a number of seismically enhanced Bolted Flange Joints. In particular, two non-standard Bolted Flange Joints, comparatively thinner than standard ones, were designed and their performance was evaluated through several monotonic and cyclic tests. Experimental results exhibited a favourable performance of the examined joints under bending and axial loading and moderate internal pressure; a good capacity in terms of strength, ductility, energy dissipation and leakage was observed. A comparison between experimental results and Code-based design loads proved the usability of the proposed joints during and after Operating Basis Earthquake ground motions. Finally, a comparison between capacity and seismic demands of these joints adopted in a piping system of a realistic Case Study suggested their suitability for seismic applications as well as some building code deficiency with respect to response modification factors.     

框架剪力墙结构抗震动力性能与抗侧向倒塌能力研究

为了探讨框架剪力墙结构的抗震动力性能和抗倒塌能力,针对一典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构展开研究。首先,利用静力弹塑性方法对结构进行推覆分析,得到多遇、设防、罕遇地震下的性能点处相关参数;然后,选定合适的地震动记录和损伤指标,利用增量动力分析方法研究结构的地震反应和抗倒塌能力。结果表明:在小震和大震作用下,结构的层间位移角均满足规范限值要求,Collapse塑性铰主要出现在结构底层,可以实现大震不倒;随着楼层的增加,结构的层间剪力逐渐减小,有个别地震动记录在15层左右剪力会突然增大;结构50%倒塌概率对应的地震加速度为2.41 g,说明该结构的抗倒塌能力较强。     

Seismic fragility analysis of a coupled tank-piping system based on artificial ground motions and surrogate modeling

The catastrophic consequences of recent NaTech events triggered by earthquakes highlighted the inadequacy of standard approaches to seismic risk assessment of chemical process plants. To date, the risk assessment of such facilities mainly relies on historical data and focuses on uncoupled process components. As a consequence, the dynamic interaction between process equipment is neglected. In response to this gap, researchers started a progressive integration of the Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE) risk assessment framework. However, a few limitations still prevent a systematic implementation of this framework to chemical process plants. The most significant are: (i) the computational cost of system-level simulations accounting for coupling between process equipment; (ii) the experimental cost for component-level model validation; (iii) a reduced number of hazard-consistent site-specific ground motion records for time history analyses.In response to these challenges, this paper proposes a recently developed uncertainty quantification-based framework to perform seismic fragility assessments of chemical process plants. The framework employs three key elements: (i) a stochastic ground-motion model to supplement scarcity of real records; (ii) surrogate modeling to reduce the computational cost of system-level simulations; (iii) a component-level model validation based on cost-effective hybrid simulation tests. In order to demonstrate the potential of the framework, two fragility functions are computed for a pipe elbow of a coupled tank-piping system.     

Effects of soil-structure interaction on fragility and seismic risk; a case study of power plant containment

Safety-related structures are designed to provide a safe environment for the occupants and equipment during and after earthquakes. This is due to the fact that any damage imposed to the systems might lead to catastrophic consequences. Seismic probabilistic risk assessment (SPRA) is a systematic approach for the quantification of the seismic risk. One of the crucial steps in this assessment is to determine the seismic capacity of the structures by fragility method. After a review of available methodologies, this article analyzes the seismic fragility for a typical power plant containment considering the effects of soil-structure interaction (SSI). The structure and underneath soil profile are analyzed as a unified model by the subtraction method. Two steps are considered for the assessment of seismic response: In the first step, a fixed-base hypothesis framework is implemented to the computational problem. The second step covers computations taking into account the SSI effects. Using the results of seismic response analysis and safety factor method, seismic fragility of the structure is computed and related fragility curves are developed. Finally, by comparing the fragility curves, the effects of SSI are quantified on the overall seismic risk.     

脉冲参数对CFST拱桥地震反应的影响

为了研究近断层脉冲型地震作用下速度脉冲参数对大跨度CFST（钢管混凝土）拱桥地震反应的影响,基于有限元方法,以1座铁路CFST拱桥为工程背景,提出以脉冲参数对拱肋及桥墩地震反应非线性分析方法。研究结果表明:对于大跨度CFST拱桥,三向罕遇地震作用下,拱肋处于弹性状态,桥墩可能屈服,脉冲参数对CFST拱桥地震反应影响显著;同等PGA（峰值加速度）下,脉冲幅值越大,个数越多,脉冲成分对拱肋及墩地震反应贡献率越大,墩的损伤越严重;脉冲周期0~8 s内,中长周期（2~6 s）脉冲成分对拱肋及墩地震反应贡献率和墩的损伤影响较大,脉冲周期4 s时拱桥地震反应最大。     

近断层地震作用下考虑温度和碰撞效应的曲线梁桥地震响应分析

为探究大温差地区曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震响应和碰撞效应,以西北大温差地区某曲线连续梁桥为工程实例,建立全桥非线性有限元模型并考虑变温作用对支座刚度的影响;分别以桥墩内力、支座位移和邻梁碰撞效应为指标研究曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震反应特性。结果表明:温度越低,地震波作用于结构的内力响应越大;曲线梁桥在地震动作用下邻梁间碰撞为面-面碰撞,且温度越高,碰撞效应越强;高阻尼橡胶支座在低温下体现出较强的耗能能力,在大温差地区的桥梁抗震设计中可作为参考;近断层脉冲地震动相较于远场地震动,结构地震响应更大,对结构的破环性更强,故在近断层地区的桥梁抗震设计中应予以重视。     

城市大跨度隧道爆破对地面建筑物影响的研究

以嘉华隧道工程开挖为研究对象,应用安全系统工程中的事故树法对爆破振动影响区域内的地面建筑物进行定性分析,找出影响地面建筑物稳定的最小割集;求出各基本事件的结构重要度,为后续监测和施工方案的调整提供理论依据。结合现场实际情况,制定合理的爆破地震波的振动监测方案。同时,对爆破振动监测结果的回归分析,确立振动传播衰减规律。分别从振动速度和峰值频率两个方面对地面建筑物的安全性进行评价。笔者研究成果对指导隧道工程开挖爆破施工和保证地面建筑物安全有重要指导作用。