基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法

针对拉线塔安全性的影响因素众多,安全评估受主观性影响较大的问题,提出一种基于贝叶斯网络的输电拉线塔安全性评估方法。该方法根据故障树进行构建贝叶斯网络模型,利用拉线塔实际检测数据获取根节点故障状态及其概率,克服了根节点故障概率难以获取的问题。基于贝叶斯网络因果推理,实现拉线塔故障概率计算、致灾因子识别以及故障诊断,实现对拉线塔安全性的分析。通过实例分析表明:基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法克服了传统综合评价法主观性强的问题,评估结果与运行情况的一致性较强,可作为拉线塔安全评估的决策工具。

不同倾斜方式对倾斜液化场地地震响应的影响分析

在倾斜场地地震液化后,土体的侧向流动扩展引起的场地失效以及大变形问题的研究中,不同的倾斜方式会对试验结果产生一定的影响,而目前针对不同倾斜方式对倾斜液化场地土体地震动力响应影响评价的研究成果还较为少见。根据课题组开展的水平液化自由场振动台试验,首先基于OpenSees有限元平台建立了水平液化自由场有限元计算模型,在数值模型中考虑了模型箱对场地土地震响应的影响,通过对比数值计算结果与试验结果验证了数值模型的可靠性。在此基础上建立了倾斜液化自由场有限元计算模型,分别建立了层剪箱整体倾斜模型、层剪箱场地土倾斜模型和刚性箱场地土倾斜3种不同的数值模型来模拟振动台试验中采用的不同的倾斜方式。通过对比,分析了在0.3g汶川地震卧龙波作用下3个数值模型计算得到的自由场土体动力响应结果,并讨论了3种不同的倾斜方式对计算结果的影响,最后给出了针对倾斜液化场地地震动力响应数值模拟和振动台试验研究中的一些有参考价值的结论。

某广电发射塔风振响应分析

本文针对作用在广电发射塔的风荷载特点,采用线性滤波法(AR法)编制了风场模拟程序,合成了符合Davenport谱的风速时程曲线,可应用于高耸结构的脉动风荷载模拟。以某带平台广电发射塔为例,采用SAP2000建立有限元模型并计算结构的风振响应,对比不同计算方法下风振系数分布特点,可知对于质量刚度突变的高耸结构,采用时程分析与频域分析的风振系数吻合度非常好,说明在此类工程中可以直接采用考虑多振型计算的频域法计算风振响应。

某钢筋混凝土水池角隅受力优化设计

为对钢筋混凝土水池进行优化设计,从现有水池设计方法的不足之处入手,结合某接触消毒池实际工程案例,通过有限元分析的方法,运用有限元软件midasGEN和ABAQUS研究了水池角隅受力情况,得出了池壁的应力分布情况,并给出了优化设计的方法和建议。结果表明:在布置加强筋时,高度和长度只需要达到池壁高度的1/5,就可以满足设计要求,同时在不显著增加钢筋应力的前提下减小了钢筋应力分布范围。可见传统配筋方式不够经济,对其进行优化是合理的。

大型直筒-锥段型钢结构冷却塔地震反应与风致稳定性分析

直筒-锥段型钢结构冷却塔自重较轻、塔型相对规则,正逐步成为火电行业大型冷却塔建设的新方向,而该结构大跨度大空间特点导致的强震下响应与风致整体稳定性,是钢塔结构设计的挑战。使用有限元软件SAP2000建立钢冷却塔模型,进行恒荷载、风载和地震作用下的计算,分析塔筒的受力情况和内力分布规律;以一阶线性屈曲模态作为钢塔初始缺陷状态,以H/300(H为塔高)作为初始缺陷大小,基于双重非线性分析,探究此类钢结构冷却塔真实工况下的风致非线性屈曲规律。结果表明:在多向地震作用下,钢冷却塔的位移符合《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)要求,锥段和直筒段主要分别发生弯曲变形和剪切变形,整个塔体的变形性能满足我国抗震设防要求;考虑双重非线性下钢结构冷却塔临界屈曲承载力下降,直筒段设置的加强环有力保证了结构刚度。为类似大跨度钢塔抗震性能及稳定性能评估提供一定参考。

定标塔塔顶变形分析及优化措施

高耸结构对风荷载比较敏感,在以风荷载为主的荷载作用下,对结构的变形有着严格的要求,特别是某些具有特定使用功能的自立塔结构,塔顶设置标校设备来接收天线进行联调或指标测试,需保持塔顶的稳定,因此对风荷载作用下的塔顶变形要求更为严格。本文主要以工程中某自立塔塔顶位移的优化为主要研究对象,分析结构在风荷载作用下的顶部变形控制因素。对比分析通过增大结构刚度、改变塔体使用材料、增加辅助杆件等措施对塔顶部变形量的影响,选取出最经济、有效的控制变形方法来达到使用要求。

桁架式广播电视塔斜杆与塔柱的一种连接节点的受力分析

为了更好地实现建筑效果,在常熟电视塔结构设计中优化整体布置方案,创新节点连接形式———将斜杆内收于塔面横杆内侧,斜杆与塔柱节点连接隐藏于塔柱内侧,塔柱法兰盘肋板连接在保证塔柱有效连接的同时,兼为斜杆与主柱连接板。基于结构安全考虑,利用有限元软件对常熟电视塔节点进行了有限元分析。结果表明,法兰盘肋板及连接板的Mises应力满足设计要求,有效保证节点安全,可应用于工程实际。

高烟囱爆破拆除倾倒折断力学分析

针对150m以上高烟囱在爆破拆除过程中频繁发生空中折断的现象,按照国内烟囱设计规范[1],选定相应烟囱结构设计参数,通过建立高耸钢筋混凝土烟囱在爆破拆除定向倾倒过程中的力学模型,推导了任一时刻烟囱任一截面的内力分布表达式和极限承载能力表达式,分析了其破坏机制。根据所受的荷载和承载能力对烟囱倾倒过程中是否会发生空中断裂进行了判断,结果表明,高度超过150m的钢筋混凝土烟囱在倾倒角度超过40°～60°后,均可能在离顶部约1/3烟囱高度处发生断裂。

大型冷却塔夏季日照筒壁温差原型实测与分布准则

中国现行规范的夏季日照筒壁温差条款源自20世纪80年代秦岭电厂的单一冷却塔(105m)实测结果,既有条款忽略了不同地域与不同尺度的温差分布影响,同时国际上现有冷却塔夏季日照温差分布准则取值存在差异,亟需开展真实大型冷却塔日照筒壁温差更普适的实测研究。鉴于此,基于预制墙板日照试验实现非接触式红外三维测温技术的有效性校订,以分布于我国“寒冷及严寒地区”的五座不同典型高度的大型冷却塔进行夏季全天候的筒壁温差实测;基于实测数据数理统计,提炼了日照筒壁温差的板内梯度分布、时域演变规律、空间分布模式和向阳内壁特性;在此基础上,量化了夏季日照筒壁温差子午向分布、环向分布、最大温差取值,提炼了囊括向阳内壁的大型冷却塔筒壁温差分布准则。研究发现,我国“寒冷及严寒地区”应考虑日照温度应力;日照筒壁温差沿厚度为三段式梯度分布,沿塔高约为恒值,沿环向为外表面非对称半圆分布,喉部以上向阳内壁具有负温差。研究结论加深了对大型冷却塔日照温差分布的理解,也为规范修订提供实测依据。

钢煤斗有限元结构分析的探讨

结合工程实例,介绍了复杂外形的钢煤斗有限元分析的过程及方法,讨论在兼顾准确和高效的前提下如何建模,提出了有效的表面荷载加载处理方法.最后,对几种建模方法的计算结果进行比较分析,提出对工程设计有益的结论.

论增设转接法兰对通信单管塔结构安全性的影响

铁塔基站平移搬迁工程中,可能存在塔底法兰与预埋成型的地脚螺栓不匹配问题,通过增设转接法兰,解决利旧铁塔无法安装的问题。特选取铁塔公司发布的《低成本铁塔标准图集V2.0》中的0.45风压高度的20 m,25 m,30 m,35 m共计4种高度的单管塔,利用有限元软件3D3S,研究单管塔增设转接法兰后,单管塔自振周期、塔顶位移、塔身最大应力及塔脚倾覆弯矩的增大幅度,为单管塔增设塔脚转接法兰的安全性研究提供一定的参考。

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构在中国桥梁工程中的应用

介绍了波形钢腹板预应力混凝土(PC)组合箱梁桥中波形钢腹板的设计方法,给出了中国在建和已建的该类桥梁结构中波形钢腹板的抗剪屈曲界限图,总结了中国在这种桥梁中所使用的几种抗剪连接件形式,并介绍了2种新型的抗剪连接件及2007年以来中国在建的4座波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构及其特点,为今后这种结构的桥梁建设提供了有益的参考。

台风作用下输电塔线体系动力响应分析

台风作用下输电线路倒塔事故时有发生。通过Yan Meng台风风场和Monte Carlo法模拟得出了海口市的极值风速和风剖面指数,并采用石沅台风风谱进行了台风脉动风的数值模拟,在ANSYS中建立一塔两线模型,计算了模型在台风风载荷作用下的风载荷效应。分析表明:导、地线线条风载荷对主材轴力的贡献率很大,极值状态时达到了58.9%,通过在台风区适当减小档距或者采用落线护塔的方式可以减小台风带来的损害;台风的高强度和高湍流特性,导致在极值状态下的响应远大于静风等效作用下的响应,规范中所取的风载荷调整系数偏小,对于台风工况,应充分考虑其动力放大作用。

大间距下高耸双烟囱风致特性试验研究

双烟囱结构在自然风作用下存在气动干扰效应,从而诱发较大风致振动,威胁结构安全.合理计算和预测风振响应是双烟囱抗风设计的关键.以某中心距为8倍平均直径的双烟囱结构为研究对象,开展刚性模型测力和气弹模型测振风洞试验,将试验结果与中国规范、欧洲规范和CICIND(International Committee on Industrial Construction)规范计算值进行比较,详细研究双烟囱在不同风向角下的风致响应特性.研究结果表明:在烟囱串列布置下,迎风侧烟囱具有遮挡和干扰效应,一方面使得背风侧烟囱底部弯矩减小,另一方面使其横风向位移大于在其他风向角下的值;由于厂房的干扰效应,风振系数中国规范计算值与试验值接近;当烟囱高度超过厂房高度后,计算值较试验值偏大;对于横向响应,中国规范计算值较试验值大37.1%,欧洲规范计算值与试验值接近,仅偏小6.9%,CICIND规范计算值比试验值小17.1%.

大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析

以大跨径预应力钢筋混凝土连续刚构桥为研究背景,应用桥梁结构设计与施工计算软件桥梁博士(D r.B ridge)建立计算模型,分析计算各施工阶段结构行为。以最小二乘法为基础进行参数识别的误差分析和状态预测法进行标高、应力控制。通过各施工阶段高程、应力实测值与理论计算值的对比分析,验证了计算模型和分析方法的正确性。

输电塔线耦合体系的风振疲劳时域分析

风荷载作用下的输电塔线结构属于非线性耦合振动体系,自然风的脉动分量使体系中的构件处于交替受力状态,从而可能导致构件的疲劳破坏.文中以某直流线路的一段塔线体系为例,提出了输电塔线体系的风振疲劳时域分析方法;采用AR模型产生了随机风场,对输电塔线耦合体系进行了非线性风振时程分析;建立了考虑风向和风速分布等因素影响的疲劳累积损伤计算公式;确定了输电塔结构中疲劳损伤的关键部位,针对关键部位进行了应力分析,并采用线性累积损伤理论对构件的风振疲劳寿命进行了评估.结果表明,文中提出的时域分析方法可有效估算输电塔结构在风振作用下的剩余寿命.

输电塔圆钢管的涡激振动气动控制研究

作为一种力学性能卓越的输电塔类型,钢管塔在工程中应用广泛。然而,当钢管塔材长细比较大且趋于水平布置时,钢管杆在风速较小时容易发生涡激振动。在长期运行过程中,这种持续反复的振动可能造成钢管塔构件的疲劳破坏,塔体结构一旦发生破坏,将直接威胁到电网的稳定运行。针对该问题开展研究,采用大尺寸真型钢管杆件,通过风洞试验分别研究了螺旋形扰流线和被动吹气套环2种涡激振动气动控制措施。分析不同螺旋线数量、螺距和不同孔厚、孔型对涡振控制效果的影响规律。研究结果表明:单螺旋线控制效果一般,三螺旋线最多可以削减97.7%的涡振,套环控制最多可以削减75.5%的涡振。文中使用足尺模型以满足雷诺数需求,实现更接近输电塔钢管真实环境的研究,为实际工程中钢管涡激振动抑制提供参考和借鉴。

连续刚构桥施工线形和应力的分析与控制

以广州市轨道交通4号线沙湾大桥为研究背景,应用通用有限元软件对该桥进行结构分析。应用卡尔曼滤波法和等维灰数递补数据处理技术改进的灰色预测模型以及这2种方法的结合对施工控制的标高进行预测,分析了应力监测的误差及其原因。现场实测结果表明,将这2种方法结合提高了线形预测的精度,可为同类型桥梁的施工控制提供参考。

典型四塔组合特大型冷却塔群风荷载干扰效应

以在建世界最高冷却塔(220m)为工程背景,分别对单体、双塔、串列、矩形、菱形、L形和斜L型四塔组合共353个工况进行了刚体测压风洞试验.系统探讨了5种典型四塔组合方案对冷却塔群静力、动力和极值干扰效应的影响规律.采用数理统计、频谱分析等方法对干扰效应的不同影响因素和作用机理进行研究,提出了典型四塔组合考虑风向的干扰因子估算公式.从整体风荷载干扰效应角度综合定性给出四塔组合形式方案选择排序为:串列>斜L形>L形>菱形>矩形.回归分析表明,四塔组合形式的特征角度与最大干扰因子之间存在良好的线性相关性.

钢煤斗结构的有限元分析

通过对一个钢筋混凝土和钢煤斗的混和结构进行有限元分析,参照结构的实际破坏特征,找出破坏的原因,提出对该类结构设计有益的结论.采用了两种有限元软件,将分析结果进行了比较.讨论在兼顾准确和简洁的前提下如何建模和分析.同时也比较了几种建模方法的优劣,提出对有限元分析有参考价值的建议.