800kV GIS高压开关设备抗震性能分析

笔者以800 kV GIS(gas insulated switchgear)高压开关设备的抗震性能为研究对象,采用模态分析理论对设备进行动力特性分析,得到了结构自振频率和振型。分别利用反应谱理论和时程分析理论对结构进行地震动特性分析。通过反应谱分析和输入天津波、EI-Centro波、taft波的动力时程分析,讨论了这两种分析方法结果上的一致性与局限性。并根据几种不同地震波对高压开关设备的不同影响,得出相对于taft波振幅和持时较小的天津波对设备产生破坏作用最大;经过对频率调整,具有相同幅值的两种EI-Centro波形,由于特征频率存在差异,EI-Centro2对于结构所产生的影响显著超过EI-Centro1。

电容器双塔结构地震反应分析

应用通用有限元程序 ANSYS 建立了某换流站高压电容器双塔结构体系的有限元计算模型,进行了地震作用下的动力反应分析和反应谱分析。通过对比反应谱分析和分别输入正弦共振调幅五波、Taft 波、El-Centro 波的动力时程分析下的结构响应,讨论了这种两塔自振频率相差较大。联系较弱的双塔结构体系地震反应的特点。最后得出在对此类双塔结构直接进行动力时程分析时,采用《电力设施抗震设计规范》所规定的调幅五波作为输入地震波时,可能会低估其中基频较大的塔的结构响应,使设计偏于不安全。

塔城心墙堆石坝地震反应分析

塔城砾石土心墙堆石坝最大坝高315m,地震动作用下,坝身特别是坝体上部容易出现严重裂缝或者坝坡失稳等问题。为了考察高土石坝经历高震级地震时的抗震性能,坝体及覆盖层材料采用Hardin非线性动力模型,在三维非线性静力分析基础上,用时程法对大坝进行地震动力分析,以揭示在Taft三向地震波的作用过程中坝体中加速度、动位移、动应力的分布及其地震永久变形和液化情况。坝体非线性仿真结果表明,在设防烈度地震作用下,在坝体最大断面上,坝顶动力放大系数为2.5左右,1/2坝高小范围内有拉应力出现,坝体沉陷及向下游水平位移较大,坝踵坝趾局部有一定的液化可能。

双仓综合管廊抗震性能模型试验研究

利用振动台试验系统,基于模型试验相似理论开展了双仓地下管廊的抗震性能试验研究。试验中,采用1952年Taft地震波作为输入地震波,并将其输入加速度峰值调整为0.2g,0.4g,0.8g和1.2g,以考虑不同PGA(peak ground acceleration)的影响。通过分析试验数据得知,管廊侧壁最大动土压力响应沿深度呈倒立"W"形分布,振动后管廊结构与周围土体之间的土压力场发生了改变;管廊侧壁土体中最大加速度响应随输入PGA增大而增大,沿深度整体呈减小趋势,加速放大系数为0.5~1.5;从加速度时程曲线和傅里叶谱来看,管廊侧壁结构与其周边土体的加速度响应基本一致,在15~30Hz的频段土体中的振幅稍大于结构;地震过程中,结构拐角处产生较大的弯矩响应,且随输入PGA的增大而增大。同时结合ABAQUS数值软件开展了数值模拟研究,以和模型试验结果开展对比比较,结果表明试验结果具有较高的可靠性。

强震下单层球面网壳结构特征响应的研究

为了给出一个较为合理的强震作用下单层球面网壳结构失效荷载的判断准则,以便指导工程设计。首先对单层球面网壳结构的广义应变能密度(GSED)及对数应变能密度(LSED)与加速度峰值的关系进行理论推导,给出二者的表达式,奠定判断结构进入弹塑性分界点和失效的理论基础。然后,应用Ansys10.0对九个单层球面网壳在TAFT波作用下的动力反应进行全过程响应分析,并时时提取每级动荷载峰值下的所有单元的应变能密度及其他部分特征参数。在此基础上,绘制GSED和LSED与加速度峰值的关系曲线,依据曲线上的特征点判断网壳的弹塑性分界点及失效荷载。最后,与现有判断准则进行对比。

某圆端型实心桥墩动力弹塑性时程分析

本文以某普铁改建前桥梁圆端型实心桥墩原型参数,通过选取合理的材料本构模型,采用ABAQUS软件建模。施加El-Centro和Taft两种地震波荷载后,提取结构位移时程曲线、剪力时程曲线以及最大剪力出现时沿桥墩高度方向上剪力分布曲线,得出桥墩结构在两种地震波作用下出现最大位移和剪力的时刻以及位置,并发现在地震荷载作用下塑性铰首先出现在抗震设计关键部位的桥墩下端处。故建议在抗震设计中要综合考虑桥墩结构配箍率、配筋率、剪跨比、轴压比等抗震设计参数。最后从截面、材料以及抗震参数三方面提出优化设计建议,为此实际工程应用提供借鉴。