基于IDA方法的柱承式筒仓结构地震易损性分析

易损性分析是柱承式筒仓结构开展基于性能设计研究的重要基础。为此,选用某钢筋混凝土柱承式筒仓为研究对象,通过有限元软件ABAQUS,分别采用混凝土损伤塑性模型和理想弹塑性模型(Dracker-Prager)模拟筒仓结构及仓内粮食颗粒,建立考虑粮食-仓体相互作用的柱承式筒仓非线性有限元模型。根据增量动力分析法(IDA),按照谱相容性原则选取10条地震动记录,分别以最大层间位移角和地面峰值加速度作为筒仓结构工程需求参数和地震动强度参数,进行空仓、半仓、满仓三种储粮工况的柱承式筒仓结构地震易损性分析以及地震损伤风险评估。结果表明:(1)三种储粮工况下柱承式筒仓结构最大层间位移角均发生在柱顶位置,支承柱进入塑性状态的层间位移角分别为0.015、0.013、0.011 rad;(2)储粮质量大小是决定柱承式筒仓结构损伤刚度退化的重要因素;(3)三种储粮工况下的柱承式筒仓结构均满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标;(4)满仓工况筒仓50年超越倒塌极限状态的概率为0.45%,小于FEMA P750中定义的50年倒塌风险的限值1%。研究成果可为筒仓结构基于性能的设计研究及抗震性能评估提供依据。

地震作用下柱承式筒仓仓壁侧压力试验研究

地震作用下贮料对筒仓产生的超压是造成筒仓损伤破坏的原因之一。为研究地震作用下贮料的地震响应特性及变化规律,对缩尺比例为1∶25的柱承式筒仓模型开展了单向和双向地震作用下的振动台试验,揭示了筒仓仓壁动态侧压力分布规律和超压系数,建立了仓壁动态侧压力的计算方法。研究表明:(1)地震时筒仓内贮料的运动滞后于仓壁,随着地震动持续滞后逐渐明显,且沿仓壁顶部至底部滞后不断减弱;(2)动态侧压力分布规律与测点布置位置、地震波的输入方式相关;(3)仓体顶部范围内超压系数试验值大于规范采用值,现行规范中采用的修正系数偏小;(4)仅依据单向地震激励,尚不足以真实反映地震作用下筒仓贮料的动力学特性,筒仓结构强度设计时不应忽略双向地震作用。研究成果可为柱承式筒仓的抗震设计提供参考和依据。

地震作用下柱承式筒仓支承柱应变响应分析

柱承式筒仓是广泛应用于仓储行业的通用构筑物,其仓下支承柱抗侧刚度较弱,远小于上部仓体,易造成地震破坏。为研究地震作用下柱承式筒仓支承柱应变响应及其地震效应,以缩尺比例1:25的筒仓模型为研究对象,进行了三条地震波作用下空仓、半仓和满仓三种贮料状态不同加载等级的振动台试验,分析了筒仓不同位置支承柱应变的频域及其峰值响应规律,获得了不同位置支承柱应变响应比例关系。研究表明:(1)支承柱应变响应随贮料和加速度的增加而增大,其非线性增大及应变响应功率谱差异与贮料状态有关;(2)非密实状态的贮料在地震作用时具有一定耗能效应;(3)筒仓不同位置的支承柱应变响应差异较大,且与贮料状态和不同地震波显著相关,依据对称性任意选取一个支承柱进行抗震验算是不妥的;(4)提出了不同因素组合下柱承式筒仓不同位置支承柱应变响应比例关系表,为筒仓结构的抗震设计提供参考。

柱承式筒仓结构在接连二次地震作用下的动力响应和抗震性能研究

为了研究二次地震作用对关系到国家粮食安全储存的筒仓结构的抗震性能的影响,本文利用ANSYS非线性有限元时程分析程序,对柱承式筒仓结构分别进行一次和接连两次地震作用下的弹塑性时程分析,研究不同强度的二次地震作用对筒仓结构的影响程度,比较分析柱承式筒仓结构在一次和接连两次地震作用下的响应特点和抗震性能。计算分析结果表明:一次地震作用下,柱顶和柱底出现严重薄弱部位,环梁和仓壁损伤较小;二次地震作用后结构刚度明显降低,累积损伤明显增加,抗震能力明显降低。分析结果对筒仓这种特种结构在主余震作用下的抗震性能的系统性、规律性认识具有重要的借鉴意义,可为地震区筒仓结构的抗震设计和一次地震作用下已损伤的筒仓结构是否需要维修加固提供更可靠的科学依据。

地震作用下柱承式筒仓动态侧压力计算方法研究

为研究筒仓结构动态侧压力计算方法,将地震作用下仓壁动态侧压力问题简化为支撑失效质量块的贮料壁板振动问题。假定筒仓结构处于线弹性范围,采用弹性壁板的振动模型推导了仓壁在地震作用下的动态侧压力计算公式;建立了柱承式筒仓结构动力有限元模型,通过数值分析和振动台试验结果验证了该方法的有效性;进而分析了筒仓结构在不同地震加速度峰值作用下的动态侧压力分布规律。结果表明:由推导的动态侧压力计算公式得到的理论值与试验值平均相对误差为3.0%,精度较高;柱承式筒仓结构的动态侧压力随加速度峰值的增加而增大;沿筒仓深度方向,动态侧压力呈“钟形分布”趋势;且动态侧压力峰值向仓壁中下部位置集中;对于设防烈度较高地区,建议在柱承式筒仓结构的柱顶和环梁位置采取加强措施,以保证结构的整体安全性。研究成果可为筒仓结构仓壁动态侧压力计算和结构设计提供理论依据。

柱承式筒仓累积损伤及振动台试验研究

通过对柱承式筒仓结构1/8整体模型进行模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性及其动力响应,研究了柱承式筒仓结构的损伤特点和破坏形式,并探究了柱承式筒仓结构在主震作用后,余震对结构的损伤影响。实验结果和分析表明:柱承式筒仓的薄弱部位为柱顶和柱底,破坏时出现贯穿裂缝,环梁和仓壁损伤较小;余震对柱承式筒仓结构的损伤影响很大,降低了结构的自振频率和结构的刚度,这种累积损伤对结构的破坏产生了严重的影响。

浅谈筒体的转动对柱承式筒仓仓顶室内力的影响

地震作用下,我们在进行两个质点的仓体的内力计算时,通常只会考虑两个方向的自由度,往往忽略掉仓体的转动对仓体的影响,本文利用MATLAB计算软件对筒体的仓顶室进行层间剪力的计算,通过是否考虑仓体的转动,对比得出在进行仓体内力计算数值的影响程度,从而得到考虑筒体转动与否的必要性。

柱承式钢筋砼筒仓的抗震设计

本文介绍了柱承式钢盘砼筒仓的抗震计算方法．并绘出了计算实例．由计算结果表明：地震区钢筋砼筒仓支承柱的截面设计往往取决于地震作用．

柱承式钢筋混凝土粮食立筒群仓与单仓结构模态对比分析

针对目前国内外对柱承式钢筋混凝土粮食筒仓特别是群仓结构动力特性研究欠缺的现状,以某粮食储备库项目为背景,采用大型通用有限元软件MIDAS建立了柱承式钢筋混凝土粮食立筒单仓与群仓结构的分析模型,分别考虑空仓和满仓工况进行了模态分析,并提取其各自前六阶振型和自振频率,对单仓与群仓结构进行了对比分析,旨在为群仓结构抗震设计方法的进一步研究提供一定的理论基础。

钢筋混凝土筒仓结构成本控制探索

本文主要针钢筋混凝土筒仓修建成本高的问题,以兰州(抗震设防烈度7度地区)某电厂直径8m石灰石筒仓为例,运用软件盈建科(YJK)对钢筋混凝土筒仓的结构体系、受力特点以及工程量3个方面进行建模,并深入研究和探索。最终得出采用带支撑柱支承式钢筋混凝土筒仓的结构成本更低,并为这种结构形式提供了理论依据和实践指导,以期给类似工程提供参考。

筒仓与地基相互作用对支承柱端弯矩的影响

对钢筋混凝土柱承式筒仓动力时程分析表明,场地类别对支承柱端弯矩的变化有重要影响,在软弱场地上柱顶弯矩绝对值大于柱底弯矩绝对值;整体性较好的基础可以明显改善支承柱的受力,支承柱合理增设赘余杆也可以改善柱顶受力;文中提出了柱端弯矩增大系数及取值,以考虑地基与结构的相互作用。

柱承式钢筋砼筒仓的抗震设计

根据柱承式钢筋砼筒仓的结构特征，对其计算模型进行了简化，并根据建筑抗震设计规范的指导思想，介绍了抗震计算方法和步骤。

柱承式钢筋砼筒仓的抗震设计

本文在分析柱承式钢筋砼筒仓震害的基础上，介绍了仓顶建筑为单层房屋时柱承式钢筋砼筒仓的抗震计算方法和步骤，并给出工程计算实例。