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在Rayleigh能量法和Southwell＇s频率合成法的基础上,将结构的振动基频表示为由各变形元和惯性元组成的子系统频率的合成,其中变形元为结构的弯曲变形和剪切变形,惯性元为结构的分布质量和塔顶附加质量。通过选取满足边界条件的挠度函数,建立了底部固定、顶端带有附加质量的塔式结构基频与刚度的关系,因此可通过测量结构的振动基频识别出塔式结构的抗弯刚度和抗剪刚度。以某钢塔为计算实例,采用该算法推导出了结构振动基频与弹性模量的关系,只要知道截面的几何尺寸和材料性质,便可快速识别出各截面的刚度。有限元空间建模计算结果证明了本文提出的算法具有较高精度。该方法适合底部固定的塔式结构,可为复杂空间塔式结构使用状态的监测与评估提供参考。 相似文献
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针对大小震拐角频率的差异,假设大震断层上每个子源的拐角频率与已破裂的子源个数平方根成反比,基于ω2震源谱模型,通过理论推导构建了一个函数,将动力学拐角频率引入经验格林函数法。以汶川地震余震记录为格林函数,分别用改进前和引入动力学拐角频率后的经验格林函数法合成5·12汶川大地震强地面运动。对比合成结果与观测记录,结果表明改进前经验格林函数法合成的地震动在低频部分相对实际记录偏低;引入动力学拐角频率之后的经验格林函数法合成的结果在高频基本保持不变,低频部分得到提高,并与实际记录符合。引入动力学拐角频率后,大部分合成结果很好地符合实际记录。说明动力学拐角频率可有效改善经验格林函数法的低频合成结果,同时验证了经验格林函数法对MW7.9特大地震地震动合成的有效性。 相似文献
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袁建力 《地震工程与工程振动》2015,(2):151-156
古塔的自振周期是古塔损伤程度评价和抗震分析的重要参数。本文依据结构动力学基本理论和古塔动力特性实测数据,以砌体的材料性能、塔身厚度、塔身截面形状、塔身开洞率等关键参数为指标,通过古塔基本周期的理论分析和计算机模拟,提出了基于弯曲悬臂杆模型的四系数简化计算公式。按照该公式对14座典型砖石古塔的基本周期进行了计算,并与现场实测值做了对比,表明该公式计算精度满足工程要求,可用于多种类型砖石古塔的动力特性估算。 相似文献
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带肋拱形抗爆门由于肋的加强改变了结构的刚度、承载性能及质量分布等特性,它的基频计算方法比无肋的等截面拱形抗爆门复杂,为满足工程设计的迫切需求,根据两侧支撑带肋拱形抗爆门的平面内挠曲振动特性,将带肋拱形抗爆门等效为等截面拱形抗爆门,导出了带肋拱形抗爆门的等效等截面拱参数和反对称振动基频计算公式,讨论了影响基频的主要因素。通过与有限元结果比较分析,验证了计算公式的正确性及其适应条件。研究结果表明：带肋拱形抗爆门的振动基频随着肋板与拱板厚度比和肋板数量增加而增大,随着矢跨比增大而减小;当肋板与拱板厚度比在0.5～2.5之间变化,对常用厚跨比的带肋拱形抗爆门,导出的反对称振动基频计算方法可满足工程设计计算的精度要求。 相似文献
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系统自振频率限制是海上风机结构设计中的一个关键因素。运行状态下风机动力荷载会引起基础的水平侧移,较大的水平侧移会导致基础刚度的降低,进一步影响风机系统的自振频率。该文基于有限元软件ABAQUS平台,建立单桩式海上风机结构系统的自振频率数值模型,并讨论运行状态下基础水平侧移对大直径海上风机系统自振频率的影响。模型中考虑了塔筒的变截面特性;桩-土相互作用通过p-y曲线方法模拟;桩和塔采用梁单元模拟;通过Pushover分析汇总出水平侧移引起的桩顶水平刚度。研究结果表明:桩基侧向位移会降低风机结构体系的自振频率;桩基侧向位移对基频的影响较小,对高阶频率的影响显著;大直径海上风机的频率计算中可忽略风机运行状态对体系自振频率的影响。 相似文献
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海上风机结构系统频率是海上风机结构和基础设计考虑的关键因素之一,桩-土相互作用对海上风机结构系统频率影响显著。基于欧拉-伯努利梁理论和传递矩阵方法,考虑水-桩-土相互作用及塔筒变截面特性,建立单桩式海上风机结构系统横向振动自振频率特征方程;将桩-水相互作用等效为附加质量、桩-土相互作用等效为线性弹簧,变截面塔筒等效为多段均匀梁,利用MATLAB中fsolve函数求解固有频率。通过与有限元分析结果进行对比,验证本文方法精度与有效性,并将本文方法应用于实际工程中,研究桩基础埋深、上部质量、转动惯量和桩-水相互作用对单桩式海上风机结构系统自振频率的影响。 相似文献
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高科技厂房结构微振响应分析 总被引：2，自引：1，他引：1
高科技精密仪器厂房,对环境微振动非常敏感,要求控制结构的振动位移和速度。本文利用Kanai-Tajim i功率谱密度函数,模拟由交通工具引起的地面扰动,对某洁净室框架结构进行模态分析和微振谱分析。通过计算结构的振动特性和基频以及响应功率谱,得出振幅范围,从而获得结构在环境微振下的响应。为了研究结构微振的影响因素,分析了各种梁柱截面尺寸的振动响应,通过与微振动通用标准BBN-VC比较,评价了结构微振性能,为结构抗微振设计提供参考依据。 相似文献
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特大型液化天然气（LNG）储罐的固有频率通常介于2~10 Hz之间,处于大部分地震运动的频率范围之内。在过去的几十年中,许多事故已经证明,储罐在地震作用下很容易遭破坏。使用隔震支座来减少储罐的地震作用已经被证明是非常有效的,但对于特大型LNG储罐,其连接组件对隔震层层间位移有严格限制,尤其是在软土场地中,桩水平抗力与隔震层位移是一对矛盾,普通隔震系统会在隔震层产生较大位移,导致特大型LNG储罐连接组件的设计非常困难。因此提出了一种由环形阻尼器反力墙、粘滞阻尼器以及安装于基桩顶端的隔震支座组成的新型隔震系统,反力墙独立设置于地基中,不与桩基连接,罐底的部分剪力直接向反力墙传递。以容量为16万m3的特大型LNG储罐为例,建立多自由度集中质量简化模型,以层间位移、桩基剪力作为性能指标进行了评价分析。结果显示,新型隔震系统对特大型LNG储罐隔震层位移及桩基剪力的控制非常有效。 相似文献
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Ho Seuk Bae Sukjoon Pyun Wookeen Chung Seung‐Goo Kang Changsoo Shin 《Geophysical Prospecting》2012,60(3):413-432
We developed a frequency‐domain acoustic‐elastic coupled waveform inversion based on the Gauss‐Newton conjugate gradient method. Despite the use of a high‐performance computer system and a state‐of‐the‐art parallel computation algorithm, it remained computationally prohibitive to calculate the approximate Hessian explicitly for a large‐scale inverse problem. Therefore, we adopted the conjugate gradient least‐squares algorithm, which is frequently used for geophysical inverse problems, to implement the Gauss‐Newton method so that the approximate Hessian is calculated implicitly. Thus, there was no need to store the Hessian matrix. By simultaneously back‐propagating multi‐components consisting of the pressure and displacements, we could efficiently extract information on the subsurface structures. To verify our algorithm, we applied it to synthetic data sets generated from the Marmousi‐2 model and the modified SEG/EAGE salt model. We also extended our algorithm to the ocean‐bottom cable environment and verified it using ocean‐bottom cable data generated from the Marmousi‐2 model. With the assumption of a hard seafloor, we recovered both the P‐wave velocity of complicated subsurface structures as well as the S‐wave velocity. Although the inversion of the S‐wave velocity is not feasible for the high Poisson's ratios used to simulate a soft seafloor, several strategies exist to treat this problem. Our example using multi‐component data showed some promise in mitigating the soft seafloor effect. However, this issue still remains open. 相似文献
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风电塔是一种顶部有较大偏心质量的高耸薄壁悬臂结构,以某1.5MW水平轴三叶片风电塔为研究对象,重点关注风电塔振动台试验缩尺模型设计。根据量纲分析理论和相似条件,基于模型质量分布和刚度分布等效原则,设计模型塔筒截面及附加质量,保证模型与原型结构自振频率和振型相似。通过对比分析模型动力特性测试结果与原型实测结果,验证了该模型设计方法的合理性,可为同类型风电塔振动台试验设计提供参考与依据。针对该柔性对称高塔模型在动力特性测试中出现的正交耦合振动及拍振现象也进行了详细阐述。 相似文献
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海上风机是一种高柔性海洋结构物,其支撑结构的动力响应对风、浪、流等环境因素、风机荷载及基础刚度的影响异常敏感。建立基础-塔架-顶部集中质量为一体的风机简化计算模型,在底部弹性约束条件下考虑水平刚度和转动刚度之间的耦合。基于改进后的计算模型、经典微分方程及其边界条件,通过对方程的求解,系统研究底部基础刚度和顶部竖向轴压等设计参数对结构前四阶自振频率的影响规律。本文研究结论在一定程度上可揭示风机运行过程中因基础刚度变化而引起的支撑结构动力特性变化规律,可为今后实际工程中风机基础、支撑结构的选型及设计提供相关启示。 相似文献
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换流阀是特高压直流输电工程中换流阀厅内的关键设备,其在阀厅内的抗震性能直接影响到阀塔的设计及电力生命线工程的安全。基于缩比理论,建立1:3的换流阀缩比模型,开展地震台振动试验,研究阀塔的最大摆幅、受力以及运动状态等。试验结果表明:地震作用下,阀厅对阀塔存在动力放大效应,各层阀塔间加速度变化不大;悬吊绝缘子中间截面受力小于两端截面,存在弯曲及扭转效应,并非严格意义上的二力杆;阀塔底部摆副最大,顶部加速度最大,且各层运动状态不一样,这些均需在工程设计中重点考虑。缩比模型试验对特高压换流阀工程设计及分析具有一定的指导意义。 相似文献
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为了研究近断层地震动速度脉冲及强竖向地震动对风机塔地震响应的影响,以某陆上风电场1.5 MW风机塔为研究对象开展了结构在水平向脉冲型地震动、水平向非脉冲型地震动、水平与竖向地震动组合3种地震输入工况的时程分析。通过3种工况下塔顶位移时程、加速度时程、塔底剪力、弯矩及轴力的对比分析发现:近断层速度脉冲对结构塔顶水平位移、塔顶水平加速度、塔底剪力与弯矩均影响显著;竖向地震动会加大结构的塔顶竖向加速度响应及塔底轴力响应;随着竖向与水平加速度峰值比增大,塔顶竖向加速度响应增大,最大轴力随着峰值比增大而增大,最小轴力随着峰值比增大而减小。此外,增量动力分析表明,采用自接触的有限元模型可以更真实地预测风机塔的失稳破坏机制。 相似文献
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Measurements of the response of the ¼‐scale reinforced concrete Hualien (Taiwan) containment model obtained during forced vibration tests are used to identify some of the characteristics of the superstructure and the soil. In particular, attempts are made to determine the fixed‐base modal frequencies, modal damping ratios, modal masses and participation factors associated with translation and rocking of the base. The shell superstructure appears to be softer than could have been predicted on the basis of the given geometry and of test data for the properties of concrete. Estimates of the shear‐wave velocity and damping ratio in the top layer of soil are obtained by matching the observed and theoretical system frequency and peak amplitude of the response at the top of the structure. The resulting models for the superstructure and the soil lead to theoretical results for the displacement and rotations at the base and top of the structure which closely match the observed response. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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位于高烈度区的深水斜拉桥在地震下不仅会受到强震的作用,还会受到附近水体的作用,结构抗震要求高,选择合理的抗震体系非常重要.以云南格巧高速双河特大桥为工程实例,分析动水作用对斜拉桥地震响应的影响及其与地震强度的关系,在此基础上对斜拉桥的纵、横向抗震体系展开研究并给出合理建议.结果表明,动水作用会增大索塔塔底内力和结构整体位移响应,且对剪力的影响最大;动水对结构各响应的放大作用随地震强度增加呈现出增减不一的变化趋势,抗震设计时应分别考虑各级地震下的动水效应;索塔、辅助墩和桥台处均设置黏滞阻尼器等阻尼约束的纵向协同抗震体系能够最有效减小墩、塔底纵向内力及结构纵向位移,建议作为斜拉桥纵向抗震体系; 斜拉桥横向推荐采用索塔处设置固定约束、墩台处设置钢阻尼器等弹塑性约束的组合约束体系,该体系能同时降低墩、塔底横向内力,并有效控制结构整体横向位移响应. 相似文献