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层间储液的双层圆柱壳水弹性振动 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对层间储有液体的双层圆柱层壳水弹性振动进行了详细的分析，重点研究了计算了双层圆柱厚壳考虑的剪切影响的刚度阵、质量阵及其水弹性动力特性，经出动水压力分布规律和任意动载荷下的动位移响应。文后附有算例，证明了本文方法的正确性和合理性。 相似文献
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《国际地震动态》2016,(3)
钢筋混凝土水池在供水系统中承担着净水、储水的重要功能,是典型的储液结构。裂缝的出现会加速钢筋锈蚀、降低结构耐久性,且结构设计中裂缝宽度限值很大程度上决定了配筋量。水池在地震作用下易出现裂缝,裂缝可能导致储液渗漏,造成水池服务功能下降甚至丧失,并在一定程度上影响整个系统的功能。震后储液结构的裂缝开展情况及由此导致储液渗漏程度是评判水池地震破坏等级的主要标准。目前,已有研究成果表明,混凝土裂缝在与水接触条件下会发生自愈使原有裂缝宽度减小,水池由于储水为裂缝的自愈提供了必要条件。因此,应考虑承载力、耐久性、服务功能、经济性、裂缝自愈性能及震后维修加固可行性等因素综合确定水池结构设计和地震破坏等级划分标准中的裂缝限值。储液结构在地震作用下存在液固耦合效应且液体会发生晃动,储液的存在改变了结构的动力特性和地震响应。水池结构除受到结构本身惯性力和静水压力外,其底部和侧壁还承受液体在垂直壁面方向上产生的动水压力。水池在抗震设计中需考虑液面晃动和动水压力的影响。现阶段,对钢筋混凝土水池裂缝自愈性能、渗漏特性及水池在地震作用下的液固耦合动力特性和地震响应的研究尚不完善。本文通过钢筋混凝土水池壁板弯曲裂缝和贯通裂缝自愈、渗漏试验研究混凝土裂缝的自愈性能及渗漏特性,采用大型有限元软件ADINA进行圆形水池地震响应分析,研究液固耦合系统的动力特性、储液晃动、动水压力及破坏特征等。论文主要完成了如下工作:(1)设计并完成了钢筋混凝土水池壁板弯曲裂缝和贯通裂缝的自愈及渗漏试验。进行了材料性能试验;对静水环境中弯曲微裂缝、流动水环境中贯通裂缝的自愈性能进行了测试,给出了弯曲微裂缝在静水环境中短期内的自愈合宽度,证实了贯通裂缝在流动水环境中仍会发生自愈合;在裂缝上施加实际水头作用测试了弯曲裂缝和贯通裂缝的渗漏特性,研究了弯曲裂缝宽度、受压区高度及作用水头对液体渗漏的影响,分析了贯通裂缝水的渗漏率与累计时间和水头高度之间的关系。通过试验得到裂缝特性与自愈及渗漏之间的关系,为水池结构设计和地震破坏等级划分提供参考。(2)对地面式圆形水池进行了液固耦合动力特性分析,液固耦合系统包括刚体模态、储液晃动模态和液固耦联振动模态3种形式。研究了储水高度、水池半径、液体表面重力波对液固耦合系统动力特性的影响。此外,对比了圆形水池储液晃动频率的理论和有限元计算结果,验证了模型的可靠性,且推导得到圆形水池储液晃动基本周期计算公式。(3)分析了单向水平地震作用下不同水池半径、不同储水高度圆形水池的液面最大晃动波高,拟合得到了圆形水池单向地震作用下的液面最大晃动波高计算公式。公式可用于储液结构地震作用下的最大晃动波高估计和储液结构最大晃动波高设计。结合储液结构长周期抗震设计反应谱和阻尼比修正系数,提出了储水水池液面最大晃动波高计算方法。(4)研究了单向水平地震作用下,不同水池半径、不同储水高度圆形水池池壁、底板环向和径向位置的动水压力数值及分布情况,并与理论计算结果进行了对比;分析了地震动峰值加速度、储水高度、水池半径对动水压力的影响;确定了对流压力与脉冲压力的叠加方法;拟合得到对流压力、脉冲压力及动水压力计算公式;结合底板环向动水压力分布,综合给出单向水平地震作用下圆形水池动水压力标准值,与较复杂的理论计算方法和仅考虑脉冲压力的规范法相比,计算更简便且与实际相符。此外,还分析了液面和池底动水压力的时程变化。(5)进行了双向水平地震动作用下圆形水池的地震响应分析,提取了液面最大晃动波高和动水压力计算结果;基于单向水平地震动作用下的响应结果,通过合理的组合方式给出了双向水平地震动作用下的液面最大晃动波高和动水压力计算公式,建立了双向水平地震作用下储水水池液面最大晃动波高和动水压力计算方法;并对双向水平地震作用下圆形水池地震破坏特征和易损性进行了分析。 相似文献
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中国核电厂抗震设计规范推荐采用的Housner模型不适用于复杂形状核电储液结构的流固耦合分析。对于AP1000和CAP1400核电站屏蔽厂房顶部非能动安全壳冷却系统重力水箱(简称PCS水箱),基于圆柱形水箱的Housner等效质量-弹簧模型,通过引入水箱体积修正参数,提出PCS水箱的三维等效质量-弹簧模型。采用有限元软件ADINA建立水箱结构流固耦合整体有限元模型以进行模态分析,计算分析PCS水箱和对应环形水箱在不同尺寸和液体深度条件下的液体晃动自振特性。对比整体有限元模型与三维等效质量-弹簧模型计算结果发现,提出的PCS水箱三维等效质量-弹簧模型能给出其内液体晃动各阶振型的液动压力合理估计值,适用于具有复杂形状的PCS水箱液动压力分析。本文的等效模型方法可推广应用于其他复杂形状水箱的液动压力分析。 相似文献
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半刚性连接焊接空心球网壳弹塑性分析的短杆模型 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了一种考虑焊接空心球节点半刚性网壳弹塑性分析的"短杆模型",即采用等效短杆模拟焊接空心球节点,通过对质量、横截面积及惯性矩的折算来模拟球的质量及初始刚度,并利用自定义PMM塑性铰模拟焊接空心球节点塑性工作阶段随轴力变化的弯曲刚度。在SAP2000有限元软件中实现了该计算模型的导入,并通过算例证明了采用该模型进行弹塑性分析的可行性。"短杆模型"适用于半刚性连接焊接空心球网壳的静动力弹塑性分析,借助它可以更准确地分析半刚性连接焊接空心球网壳塑性阶段的真实反应和实际工作性能。 相似文献
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等效框架模型采用宏观模型来模拟砌体墙在平面内的抗震性能。砌体墙的墙柱和墙梁采用同时考虑轴向弯曲和剪切变形的基于力法的纤维截面进行模拟,且两者的连接视为刚性区域。轴向压缩及弯曲效应在截面纤维模型中考虑,而剪切效应由V-γ剪切恢复力模型表达,弯曲和剪切在单元层面进行耦合。通过统计和分析,确定骨架曲线的计算方法,并基于Ibarra-Krawinkler模型提出剪切恢复力模型。通过算例得出:该模型在单调加载和循环加载下的数值计算结果与试验结果均吻合较好。 相似文献
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《世界地震工程》2016,(4)
以深水桥梁的单桩和群桩基础为背景,采用Fluent软件建立圆断面刚性柱体的流固耦合计算模型,采用数值模拟方法,研究了地震作用下水中单柱和多柱的动水压力问题。对于静水中运动的柱体和柱列,将其地震动水压力表达为与Morison方程相同的数学形式,采用最小二乘拟合方法得到惯性力系数和阻力系数,研究了惯性力和阻力在总动水压力中所占的比例。在此基础上通过单柱、双柱和4柱构形,研究了柱直径、柱间距、运动角度、表面波、柱入水深度、柱顶距离水表面距离等因素对动水压力的影响。通过对数值模拟结果的统计,建立了可以考虑上述因素的柱列地震动水压力的简化计算方法,便于水中桥梁抗震设计使用。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2020,(4)
升船机承船厢内水体对承船厢壁的动水压力明显受船舶影响,但目前工程分析中尚无较完善的水-船体系简化模型。考虑船舶对晃动水体的影响,以Housner模型为基础,提出了有效水深和有效水宽概念并给出表达式,考察了有效水深和有效水宽对动水脉冲压力合力、对流压力合力及其作用高度的影响,以势流体模型计算的动水压力合力为参照得到有效水深和有效水宽表达式中的参数,进而得到了修正的Housner模型。通过与势流体模型得到的力矩进行比较及在不同吨位承船厢和船舶的应用,验证了本文模型的正确性和通用性。本文模型精度较高,使用方便,可适用于承船厢的动力特性分析,以及动力荷载作用下承船厢的受力分析。 相似文献
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加权余量法解部分吸收库底条件下水坝的动水压力 总被引：1，自引：0，他引：1
傅作新 《地震工程与工程振动》1986,(4)
本文用加权余量法-配点法方案研究刚性坝面的动水压力。所建议的方法对于任意形状的坝面、可压缩和不可压缩的库水、完全反射和部分吸收的库底条件,都可以采用统一的计算格式。这个方法不但具有较好的精度和收敛性,而且只需要很小的计算量,所以是一种有效而实用的挡水结构动水压力的解法。 相似文献
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淤积泥砂对水平地运动作用时刚性坝面动压力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
文章基于固体介质，流体介质，液固两相饱和介质的时域显示有限元波动分析方法，研究了可压缩库水条件下淤积泥砂对水平地运动作用时刚性坝面上动压力的影响，研究中分析了作为两相介质处理的淤积泥砂的饱和度、厚度、渗透系数和孔隙率对坝面动压力的影响，还比较了作为流程两相介质，单相固体介质、单相重流体介质处理的不同淤积泥砂层模型间的计算结果差异。 相似文献
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《世界地震工程》2015,(4)
为了得到更为符合实际情况的跨江大桥动力稳定性的地震反应分析,在桥梁抗震研究中必须综合考虑动水及桩–土–结构的相互作用。基于此,结合某斜拉桥,采用基于Morison方程的动水力简便计算方法来模拟水对桥梁下部结构的动水压力,通过大型有限元程序Midas/Civil分别建立了没有考虑动水及桩土效应和考虑动水及桩土效应2种情形下的计算模型,通过输入El Centro波分析了动水及桩土效应对斜拉桥结构动力特性和地震反应的影响。分析表明:动水及桩土效应对斜拉桥动力特性和地震反应的影响较大,因此在对跨江斜拉桥结构进行抗震分析时,应考虑动水及桩土效应对其动力反应的影响。 相似文献
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以天津汉沽地区某挡土墙地基粉土为研究对象,首先对不同颗粒组成的粉土做固结不排水动三轴剪切试验,采用各向等压固结,周围压力等于100kPa。固结完成后在不排水条件下施加轴向激振力,试验波形为正弦波,振动频率1.0Hz,试验中以试样在周期剪切时轴向周期应变达到5%作为破坏标准,得出粉土的动强度受颗粒组成的影响。细颗粒含量越大,其动强度越小,黏粒含量为7.2%的粉土循环剪应力比CSR约为20.3%黏粒含量粉土的2倍。粉土的动强度可以用循环剪应力比和破坏振次建立的幂函数关系式较好地拟合。在剪切过程中,粉土的孔隙水压力一直没有达到所施加的围压数值,最终稳定在75%~85%围压之间。同时,试验还得出孔隙水压力的增长模式不能用统一的Seed模型拟合,孔压增长规律的影响因素较多。 相似文献
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R.C.框架结构的振动台试验和面向设计的时程分析方法 总被引：9，自引：1，他引：8
钢筋混凝土框架结构的弹塑性时程反应分析是抗震设计规范所要求的一项重要内容,但目前还滑有比较简单实用肯计算可靠的方法。本文进行了两个六层钢筋混凝土框架结构模型的地震模拟震动台试验,通过分析试验模型的自振特性、变形形式、加速度反应、位移反应和破坏开矿以及钢筋混凝土框架结构的实际震害,建立了面向设计的钢筋混凝土框架结构弹塑性里程反应分析的计算方法。在这一方法中,对钢筋混凝土框架整体结构采用层间剪切模型, 相似文献
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磁流变变阻尼半主动控制结构的仿真分析 总被引：6，自引：2，他引：6
由于高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。用于结构振动控制的磁流变阻尼器属于速度相关型变阻尼半主动控制器，已有的一些算法，或因计算时间过长不能用于实际控制，或因需要事先经过学习训练，控制效果取决于训练学习的情况。因此，本文将高阶单步法应用于磁流变变阻尼半主动控制系统，采用开关控制和连续控制两种控制率对磁流变液的剪切强度进行调节。仿真计算表明，该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法. 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(5)
为了验证西南印度洋中脊50°E区域的残留熔融体与8~11 Ma前的岩浆供给活动的相关性,用有限元方法对洋壳模型进行热力学数值计算,以期解答超慢速洋中脊热液活动是由于古岩浆房长期持续供热,还是依赖周边热点提供持续的岩浆和热融熔问题.实验模拟了水平层状洋壳模型和地震试验得到的实际洋壳模型两种情况,对水平层状洋壳模型研究了上地幔有、无持续岩浆供给两种情况,对实际洋壳模型研究了一次岩浆供给的情况.结论如下:如果洋壳层底部没有持续热供应,岩浆房持续时间约为数千年或数万年;西南印度洋中脊中东段隆起区的热液活动和岩浆房最多持续存在0.8 Ma,现今热液活动的热源并不是8~11 Ma前的岩浆供给提供的. 相似文献
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在实际工程结构动力反应分析中,往往由于结构型式十分复杂,常用的两种直接积分方法,即显式积分方法和隐式积分方法,在使用中都存在着一定的局限性,如何将这两种积分方法合理有效地结合起来,是一个十分有意义的研究课题。针对实际工程问题中整体结构计算时间步长的选择往往受局部区域的材料特性、尺寸大小等因素影响的这一现象,提出了一种对结构局部区域进行隐式积分、对其余区域进行显式积分的显隐式积分方法,这种积分格式相对于显式积分格式而言,能显著提高整体结构的计算速度。最后采用两个数值计算实例对这一方法进行验证。 相似文献
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蒋景彩 《地震工程与工程振动》1988,(2)
本文介绍了用边界元法求解动水压力的原理与方法。在二维及三维情况下,分别给出了一些数值结果。计算表明,这种方法在分析坝-库水动力相互作用时为考虑动水压力提供了一种方便的途径。 相似文献