美日中高压电气设备地震动力反应放大系数比较研究

为研究我国电力设备抗震设计规范中关于电气设备动力反应放大系数条款的适用性,以美国变电站抗震设计推荐实施规程(IEEE 693—2005)、日本电气设备抗震设计指南(JEAG 5003—1980)和中国电力设施抗震设计规范(GB 50260—1996)为研究对象,从规范的适用条件、参数取值和影响因素等方面,综合对比美、中、日三国规范电气设备动力反应放大系数选取时的异同点,通过选用几种具有代表性的电气设备作为算例,利用有限元软件对其进行时程分析。研究结果表明:对于自振频率较低、自身重量较大的电气设备,可按我国电力设施抗震设计规范的要求进行设计;而对于自振频率较高,重量较小的电气设备,我国GB 50260—1996相应条款的适用性则有待进一步商榷。结合国外先进的抗震设计理论,提出完善我国相关电气设备动力反应放大系数规范条款的修订建议。

特高压支柱类瓷质电气设备支架动力放大系数研究

在对特高压支柱类瓷质电气设备进行抗震性能评估时,其支架动力放大系数取值的准确性与合理性直接关系到设备抗震性能评估结果的准确性。为了得到支架动力放大系数更合理的取值,对比了不同规范对支架动力放大系数的取值规定,并通过数值分析,针对特高压瓷质支柱类电气设备,分析了不同参数在一定范围内变动时对支架动力放大系数的影响规律。结果表明：支架动力放大系数与诸多因素有关,结合分析结果并考虑安全和经济双重因素,建议支架动力放大系数取值不宜小于1.4;在对支架进行设计时,支架频率应尽量避开支架动力放大系数的峰值点,支架频率宜控制在15~20 Hz范围内,且不宜小于15 Hz,此时支架动力放大系数取值基本趋于稳定,既避开了曲线的峰值点,支架动力放大系数较小,又满足了设备的抗震需求,也不会因支架设计的刚度过大而造成原材料的浪费。

人-桥动力相互作用下侧向振动的动力放大系数分析

从社会力模型和人桥相互作用的机理出发研究了柔性人行桥在人桥相互作用下侧向振动的动力放大系数。首先将人行激励分解为固有侧向力和附加侧向力,分别采用傅里叶级数模型和社会力模型表示上述侧向力,从而建立考虑负阻尼的强迫振动模型。结合该模型推导出动力放大系数的表达式,在此基础上给出了基于动力放大系数的结构动力响应的简化计算方法。最后,结合某人行桥结构,对比分析了采用建议的估算方法与时程模拟结果的差异,证实了简化计算方法的有效性。

抗震设计反应谱的动力放大系数

我国现行抗震设计规范(GB 50011-2010)动力放大系数βmax值为2.25,且βmax取值只考虑了场地因素,未考虑震级、震中距的影响。本文利用美国西部726条水平强震记录,从场地、震级、震中距三因素入手,考虑单一因素和多因素不同组合对βmax的影响。结果表明,考虑不同因素,统计结果有一定的差异,而仅考虑场地因素时,统计结果与目前规范取值非常接近。综合考虑各种组合情况,考虑场地、震中距、震级因素组合更能代表目前地震动的认识水平。在统计结果基础之上,建议βmax取值为2.50。

用增量动力分析方法求解人字形中心支撑钢框架的结构影响系数和位移放大系数(Ⅰ)——方法

结构影响系数是基于强度的抗震设计中确定设计地震作用的关键,也是基于性态抗震设计理论的基础。位移放大系数则是根据结构的弹性位移估算弹塑性位移的关键参数。本文采用增量动力分析方法求解结构影响系数和位移放大系数,并结合具体算例详细说明了基于增量动力分析求解结构影响系数和位移放大系数的实施步骤。该方法能反映结构的动力特征,并能考虑高阶振型对结构抗震性能的影响。

高路堤边坡地震稳定动力放大系数的计算分析

在采用拟静力法分析计算公路路堤抗震稳定的作用效应和抗力时,在89规范中没有考虑地震加速度动力放大系数的影响,现新规范中要计入其影响。本论文采用动力有限元计算分析理论,输入美国的EL Centro地震波和按规范反应谱拟合的人工波对高填土路堤的地震稳定性进行分析计算。对地震动峰值加速度沿路堤各高度放大系数的取值进行研究探讨,以确定在拟静力分析法中计入其影响。

基于动力能力谱法的RC结构位移放大系数

结构位移放大系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的最大弹塑性变形,从而指导结构设计的参数。我国现行抗震设计规范尚未引入结构位移放大系数。考虑6、7、8三个设防烈度,设计了3、5、8、10、12层共15个钢筋混凝土框架结构,建立其有限元模型,并采用结构振动台试验对有限元模型进行验证,进而对结构在地震作用下的反应进行分析。采用文中提出的动力能力谱方法,研究按我国抗震设计规范设计的RC框架结构在不同设防水准下的位移放大系数需求值,并与传统静力能力谱法得到的位移放大系数需求值进行对比分析。6、7、8度设防的RC框架结构的位移放大系数需求值在中震作用下分别为0.51-1.91、0.49-1.93、0.56-2.24;在大震作用下分别为1.28-4.82、1.40-4.89、1.37-5.56。中震作用下,按我国抗震设计规范设计的钢筋混凝土框架结构未发生整体屈服,表明我国抗震设计规范比较保守。

钢筋混凝土框架结构连续倒塌动力放大系数

研究了钢筋混凝土框架结构连续倒塌破坏设计中的动力放大系数的取值,系统性地研究了结构的最大塑性转角、高度、宽度、配筋率及跨度对动力放大系数的影响.结果表明:不同结构的动力放大系数变化趋势一样,最大值仅为1.13,远远小于美国GSA规范给定的2.0;动力放大系数随着最大塑性转角的增加而减小,随着截面配筋率的增加而增加;结构的角柱失效的动力效应大于内柱的失效;结构不同的高宽比、跨度、截面尺寸和荷载大小对动力放大系数影响不大.

基于实际影响线的移动车辆过桥动力放大系数计算方法

通过分析现有桥梁动力放大系数(DAF)计算方法的特点和不足,提出一种基于实际影响线的DAF计算方法。首先,从移动车辆荷载作用所致的桥梁动力响应中提取桥梁测点实际影响线;然后,引入轮胎-路面接触力分布模型,结合车轴信息并采用影响线叠加重构桥梁准静态响应;最后,提取桥梁最大静力响应并以此计算DAF。开展移动车辆过桥数值仿真,对比研究波峰-波谷法、低通滤波法和本文基于实际影响线DAF提取方法对桥梁最大静力响应及DAF的计算差异。研究结果表明:基于实际影响线重构法提取的桥梁最大静力响应恒定,行车速度和路面状况的改变对车辆作用下桥梁最大静态响应值提取无影响,与实际情况相符;与现有桥梁动力放大系数计算方法相比,本文方法所得DAF更加精确、合理可靠。

考虑瞬态反应影响的结构动力放大系数研究

针对《结构动力学》中"瞬态反应和稳态反应"的教学难点,从简谐载荷作用下单自由度体系的运动方程出发,推导瞬态振动的动力放大系数公式,并与稳态反应的动力放大系数公式进行对比,得到任意一个系数占主导因素的适用条件.通过对比,使学生对振动响应计算有更全面认识和深入理解.

基于增量动力分析和人工神经网络计算结构影响系数和位移放大系数

为考察不同的数据处理方式对计算结果的影响,利用ANSYS的瞬态动力分析功能对六层三跨的人字形、V形和SX形中心支撑钢框架进行增量动力分析(IDA).分别采用多项式最小二乘法和人工神经网络原理拟合增量动力分析的数据,得到结构的IDA能力曲线并计算结构影响系数和位移放大系数.结果表明:数据处理方式对结果有一定影响,利用人工神经网络原理进行结构IDA能力曲线的拟合,能够得到更真实的能力曲线.

桥梁应变与挠度动力放大系数的大小关系研究

比较了简支梁桥和连续梁桥的应变和挠度动力放大系数的大小关系。首先对作用有移动常量力的简支梁和连续梁进行理论推导,分别得到了应变和挠度动力放大系数并进行了比较。为考虑动力车辆荷载影响,采用移动弹簧质量作为车辆模型建立了车桥耦合振动模型进行数值模拟。理论推导和数值模拟的结果均表明:应变动力放大系数基本小于挠度动力放大系数;两者比值受很多因素影响,其中计算桥梁响应所用的桥梁模态阶数对比值的影响较大。

用增量动力分析方法确定人字形中心支撑钢框架的结构影响系数和位移放大系数(Ⅱ)——算例

基于增量动力分析方法计算了6个人字形中心支撑钢框架的结构影响系数R和位移放大系数Cd。结果表明:对于不超过12层的人字形中心支撑钢框架,层数和跨数对各系数的影响都很小;结构超强系数RΩ所占的比重要明显大于结构延性折减系数Rμ。建议取Rμ=1.19,RΩ=3.98,R=4.71,Cd=5.55。

地震动广义动力放大系数谱及其特性研究

传统地震动力放大系数谱是根据地震动最大加速度和结构最大加速度而确定的,没有充分虑及时域非平稳性。通过比较不同周期结构最大反应出现时刻和地震动峰值出现时刻,验证极大峰值对结构反应同样有重要的作用。提出考虑若干极大峰值作用的等效动力放大系数谱的概念,计算不同场地类型下的统计谱并验证其保守性。鉴于考虑频域非平稳性的动力放大系数标准差谱的合理性,计算相关统计谱并确认其在长周期段谱值较高。综合考虑传统谱、等效谱和标准差谱的特点,基于三种谱外包络提出具有足够的保守性的广义动力放大系数谱的概念。建立广义动力放大系数谱与传统谱的比值拟合公式。通过算例验证按广义动力放大系数谱进行结构抗震设计或验算具有更高的安全性。

高压电气设备支架动力放大系数取值研究

地质灾害调查资料显示,电瓷型高压电气设备损坏严重。结合我国电力设施抗震设计规范(GB 50260—2013),对高压电气设备支架的动力放大系数的取值进行讨论研究。首先采用有限元方法对单柱电瓷型高压电气支架设备进行了地震时程分析与谱分析,然后研究了支架柱变截面、变高度情况下的动力放大系数变化规律,最后讨论了规范动力放大系数取值的适用性,给出了工程应用上的建议。

公路桥梁动力放大系数合理值及影响因素研究

移动车辆作用下桥梁荷载效应和动力放大系数同时取最大值的概率很低,重量较轻的单个车辆荷载行驶过桥时即使产生较大的动力放大系数也不具参考性。准确获取反映桥梁结构实际状态的动力特征参数,可指导优化桥梁设计阶段动荷载系数选取,同时还可为桥梁运维阶段策略实施提供数据支撑。提出桥梁动力放大系数合理值(Reasonable Dynamic Amplification Factor,RDAF)的概念并定义其计算方法。通过获取与设计荷载相当的多车辆荷载任意行车工况下桥梁动、静力响应,将一系列多车辆荷载作用下最大动力响应和静力响应之比定义为桥梁RDAF。以简支梁桥为例,从准静态响应趋势、动力响应项、不平顺附加项等角度推导移动车辆荷载作用下桥梁动力响应近似解析解。结合数值算例,计算分析既有桥梁的RDAF,并从荷载等级、行车速度和桥面平顺性等方面进行影响因素研究。研究结果表明:桥梁RDAF主要受桥面平顺性、桥梁限行速度等因素影响;平顺性较好情况下的桥梁RDAF与设计规范规定的动力放大系数值基本一致;平顺性变差时则需通过限速或限载至合理范围来保证动态荷载效应在允许范围内。研究表明桥梁RDAF是桥梁状态的固有特征参数,桥梁结构RDAF反映其实际运营状态,该指标参数可为桥梁限载、限速、路面铺设等管养措施的实施提供指导和参考。

大桥施工中架梁吊机结构动力放大系数探讨

以苏州市新建的一跨径组合为(100+35)m的无背索斜拉桥施工过程中的架梁吊机为背景,用突加阶跃荷载模拟钢梁起吊时的动力作用,采用有限元法建立架梁吊机结构的三维分析模型,对在空间受力形态下架梁吊机结构的动力反应问题进行了计算,探讨了钢梁起吊时起吊速度对架梁吊机结构动力反应及动力放大系数的影响,为架梁吊机结构的动力设计提供了理论依据。

多自由度体系的位移和内力动力放大系数

为更好地进行动力放大系数的教学,基于模态叠加法,推导了简谐载荷作用下多自由度黏滞阻尼体系的位移和内力动力放大系数以及等效静载荷的计算公式.在此基础上,证明多自由度有阻尼体系中,各自由度的位移没有统一相位,以及没有统一的动力放大系数.最后,通过一道例题说明多自由度体系动力放大系数的计算过程.

增量动力分析法计算抗弯钢框架-薄钢板剪力墙体系的地震力折减系数和位移放大系数

基于薄钢板剪力墙的抗剪承载能力,收集多条人工地震波和天然地震波数据,按增量动力分析法计算出各条调幅地震波作用下结构的底部剪力和顶点位移,绘制出10层、15层和20层抗弯钢框架-薄钢板剪力墙体系的底部剪力-顶点位移曲线,进而计算各算例中震下的地震力折减系数R和大震下的位移放大系数Cd。结果表明:10层结构中震下的R平均值为2.7,大震下的Cd平均值为4.94;15层结构中震下的R平均值为2.77,大震下的Cd平均值为4.91;20层结构中震下的R平均值为2.5,大震下的Cd平均值为4.08。每条地震波所计算的R和Cd值都不相同;最大值R对应的地震波算出的Cd并不是最大,同样地,最小值R对应的地震波算出的Cd也不一定最小。

大桥施工中架梁吊机结构动力放大系数探讨

目前有关架梁吊机的结构分析，大多是基于简化模型的静力计算。本文以苏州市新建的一跨径组合为100＋35m的无背索斜拉桥施工过程中的架梁吊机为背景，用突加阶跃荷栽模拟钢梁起吊时的动力作用，采用有限元法建立架梁吊机结构的三维分析模型，对在空间受力形态下架梁吊机结构的动力反应问题进行了计算，探讨了钢梁起吊时起吊速度对架梁吊机结构动力反应及动力放大系数的影响，为架梁吊机结构的动力设计提供了理论依据。