高压变电站构架避雷针结构抗震性能分析

以某500k V高压变电站为基础,建立了设置避雷针和未设置避雷针的变电构架结构的ANSYS有限元模型,分别进行了这2种模型的动力特性分析和动力时程分析,了解了高压变电站构架避雷针结构的抗震性能特点。研究表明:设置避雷针的变电构架模态频率明显降低,而且频率分布更为密集,振型主要以避雷针的局部振动为主。地震作用下,构架避雷针顶点位移增大很多,存在显著的鞭梢效应;避雷针底部与构架横梁交接部位杆件应力水平增加较多,设计和施工时应格外注意。     

大型变电构架可靠性评价的模糊综合评判法

针对大型变电构架可靠性评判的需要，利用模糊综合评判原理，提出标准化的处理方法，从模型识别方面进行改进，对大型变电构架的可靠性进行了评判。该方法同时可用于评判其它类型的大型结构的可靠性。该法已编制了专用程序，用其分析了一典型工程实例。     

受损钢结构变电构架抗震性能分析

以某500 k V变电站中典型的钢结构变电构架为基础,建立符合实际的单侧支撑双跨人字形变电构架模型,采用ANSYS软件对构架进行了动力特性分析和弹塑性动力时程分析,了解了构架在不同损伤程度下的抗震承载力特点。研究表明:变电构架支柱对于损伤非常敏感,支柱的损伤会严重削弱变电构架的侧向刚度,在实际工程中可以通过检测构架动力特性改变的程度来定性判断其损伤程度。与无损变电构架相比,受损构架在不同地震动作用下,应力水平均有所增加,而且随着损伤程度的增加,杆件应力水平增加愈多,说明损伤加剧了构架发生地震破坏的危险,在实际工程中应加强监测和维护。     

汉中地区变电设施在汶川大地震中的表现及其分析

"5.12"汶川大地震中,陕西省的电力系统受到了不同程度的震害,汉中地区的震害尤其严重。根据震后对汉中地区变电站系统的震害调查,本文描述了在这次地震中汉中地区变电设施的震害情况和地震表现,对震害情况进行了破坏原因的分析,并对今后的变电站抗震设计提出了一些建议。     

江苏地区220 kV标准变电站抗震性能评估

220 kV变电站建筑在电网系统中地位非常重要,其承载能力安全性,尤其是其抗震能力,对电网系统稳定有决定性影响。为评估变电站结构抗震承载能力,明确其倒塌机理,从而为新建变电站结构抗震设计提供技术支撑。以国家电网江苏公司220 kV标准变电站结构为例,选取3条地震波,采用弹塑性时程法,分析结构在不同地震波不同输入方式下的响应。研究结果发现:三向地震波输入下变电站结构地震响应很大;结构的损伤、失效主要发生于结构薄弱部位;现有220 kV变电站结构的抗震承载力不高,鉴于其重要程度,其安全度应增强。     

木构架房屋的抗震性能及抗震技术措施

针对我国中西部广大农村民居广泛采用的木构架房屋进行了抗震性能分析,并研究了抗震技术措施,意在实现"大震不倒"的抗震设防目标.首先针对我国中西部广大农村民居常用的木构架房屋,进行了震害和构造特点分析,说明其抗震性能;其次对南疆地区村镇民居木板夹心结构房屋的抗震试验数据进行分析,进一步论证其结构的变形能力和耗能能力;最后,对木构架房屋抗震能力存在的主要问题,提出了应采取的有效抗震技术措施.     

云南漾濞6.4级地震木构架房屋震害调查与分析

地震灾害现场调查是研究结构破坏机理的科学可靠的方法之一。本文通过对云南漾濞6.4级地震中木构架房屋震害现象调查与分析,结合芦山地震中穿斗木结构的震害特征对比研究,给出了木构架房屋的抗震能力介于穿斗木结构与土木结构之间的初步结论,同时指出建造时间是木构架房屋抗震能力评估时需考虑的重要影响因素。针对漾濞县苍山西镇花椒园村背阴坡小组某夯土墙-木构架房屋倒塌的原因进行了分析,得出该房屋存在结构层间刚度不均匀、榫槽处柱截面削弱以及榫卯节点整体性差等抗震薄弱环节,导致在强地面运动的作用下发生了柱榫槽处折断和部分榫头脱落的整体倒塌震害现象。本文基于对倒塌木构架房屋的震害机理研究和抗震薄弱环节识别,可为木结构房屋抗震加固和震后修复提供参考依据。     

多向地震作用下隔震配电建筑物的非线性动力反应分析

本文结合我国首例将隔震技术应用于变电建筑物的工程———西安市330kV西北郊变电站110kV配电楼工程,研究隔震结构在多向地震作用下的非线性动力反应,并把计算结果与单向地震作用的结果进行分析比较。结果表明,本工程采用隔震技术是可行的,采用基础隔震措施可有效地控制结构的偏心扭转效应,使屋面层及楼面层的运动规律趋于一致,建筑物整体趋于平动,同时还可显著降低上部结构及电气设备的地震作用,并且在多向地震作用下的结果比单向地震作用时的隔震效果更加合理。目前该工程已竣工投产,本文工作将为隔震技术在电力系统的更广泛应用打下一个良好的基础。     

中国古代大木作结构抗震构造研究

通过对翔实历史与考古资料的调查，并结合于中国古建筑遗构的勘测，进行了许多有关这类结构的起源、发展和演变方面的研究工作，结果表明：(1)木构架具有相当好的抗(耐)震性能，由于这类木造结构的材料具有良好的弹塑性性能、以及榫卯节点的柔性连接，以致在地震过程中，大量的地震动能量被消耗掉。(2)在其结构构造方面，采用了许多诸如柱的生起、侧脚等木作工艺；柱顶、柱脚分别连以阑额、地袱以及其他的结构构件，使柱架层形成一个闭合的构架系统，并与重量很大的屋盖结合，俾使构架具有很大的稳定性和抗震性能。(3)通过阑额、由额与柱头方之间施以拱眼壁或蜀柱或人字拱；在节点部位施以绰幕方等的构造方式，显著增强了结构整体与其构件和节点的抗弯刚度。(4)对于单体建筑，通常情况下采用矩形或其他规则的几何图形作为其平面，在构架竖向上，通常为(下大上小的)棱台形，尤其对于多层建筑。实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。(5)通过抛光柱基础的顶面，显著地减少柱底与柱基础顶面之间的摩擦进而有效地产生隔震作用，使结构免于坍塌。总之，中国古建筑结构体系是高度有机的，对其科学的构造原理进行研究和探索，是一件有意义的事情，并且无疑地对我们现代的建筑活动以有益的启示。     

基于概率的变电站系统抗震性能评估方法研究

正电力系统对于震后抗震救援工作的开展极为重要,作为电力系统的重要组成部分,变电站的抗震性能需要进行深入研究。近年来学者大多针对变电站中电气设备的抗震性能以及变电站正常运行情况下的可靠性进行研究分析,对变电站系统整体抗震性能的研究不足,缺乏评价指标与实用评估方法。本文提出了一种基于概率的系统评估方法,称为状态树方法,可用于评估具有多输入-多输出特征的工程系统的抗震性能,以一个典型220 k V变电站为例阐述了该方法的有效性与实用性。该方法分为4步:(1)定义系统功能;(2)进行系统分析,建立状态树模型;(3)定义部件易损性;(4)利用蒙特卡洛方法计算系统易损性。另外,考虑到电气设备的特殊性,在对大量地震动记录进行统计分析的基础上,对抗震设计反应谱提出了修订建议。本文的主要研究内容如下:(1)对比分析了国内外关于建筑结构、电气设备的抗震设计规范的异同,指出我国规范的问题与不足。搜集近年来美国NGA-West2、日本Ki K-net数据库公布的超过万条强震记录,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)划分4类场地,计算伪加速度平均反应谱,采用最小二乘法进行多参数拟合,重点研究了特征周期、动力放大系数和衰减系数的变化趋势,分析了水平向和竖向地震动反应谱的区别,提出了分别适用于结构、设备的抗震设计标准反应谱。另外,开发了基于反应谱的天然地震动选择程序、人工地震动生成程序,给出了适用于计算电气设备易损性的36组天然地震动。(2)对现有系统分析评估方法进行介绍,指出不足之处。提出一种新的系统分析方法,将故障树方法与成功路径概念相结合,称之为状态树方法。针对一个典型的220 k V变电站,以输送电能为目标,定义了变电站系统的功能。结合变电站平面布置、电气连接方式建立了完整的状态树模型,描述了变电站中各部件的逻辑关系,包括变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、绝缘子以及各种支架等。(3)对110 k V电压互感器、110 k V电流互感器和10 k V高压变频器进行振动台试验,测试其动力特性与抗震性能。建立电压互感器、电流互感器数值模型,根据36组地震动时程分析结果确定了电气设备的易损性。搜集、整理、分析了现有110 k V和220 k V各类电气设备的易损性研究结果。根据振动台试验、数值模拟以及文献调研的结果,采用双对数正态分布描述电气设备的易损性,确定了各类电气设备的抗震能力中值、随机性和不确定性。(4)结合系统状态树模型与部件易损性参数,利用蒙特卡洛方法计算了变电站不同功能需求对应的抗震能力中值及对数标准差。通过参数分析,研究了部件易损性参数、易损性曲线形式对变电站整体抗震能力的影响。根据各部件对变电站抗震性能的影响大小,确定了变电站的关键设备(薄弱环节)。针对抗震能力较差的电气设备,分析了提高这些设备抗震能力对变电站整体抗震能力的影响。     

大跨空间钢网架结构静力和动力性能实验研究

大跨结构静力与动力性能与结构能否安全服役密切相关。文章对某大跨钢网架结构进行了静载试验,并测试了各级堆载条件下网架竖向振动频率。试验中选择在其中一跨的接近中心处(挠度最大点)进行静载和动载试验。采用吊篮法在网架挠度最大点分别施加10kN和20kN配重,得到了加载处的竖向刚度;振动测试表明,该网架在脉动激励下振动卓越频率不明显,在冲击激励下可以得到较好的自由振动波形,并且卓越频率明显。振动测试数据分析中,考虑了各测点的相位关系,分别得到了无配重、10kN配重和20kN配重下钢网架竖向一阶振动频率,可用于设计阶段采用的分析结果的校核。     

基于神经网络的大型空间网架结构的有限元模型修正

本文提出了依据神经网络方法完成大型空间网架结构节点固结系数的识别，实现空间网架结构有限元模型修正的方法。文中，通过有效独立法优化配置有限数量传感器的安放位置。在此基础上，利用从优化位置处的结构时程响应中获取的结构自振频率和局部位移模态信息，本文建立了基于径向基神经网络的空间网架结构有限元模型修正的计算方法。数值仿真的计算结果表明，该方法能有效地用于空间网架结构的有限元模型修正。     

箱型钢结构应力场的模糊模式识别

本文依据模糊模式识别理论,以深圳市民中心屋顶网架结构的智能健康监测系统为背景,系统地介绍了屋顶网架结构支承箱型钢牛腿应力场的模糊模式识别方法。文中,在说明了方法的基本思路的基础上,详细介绍了方法的基本原理和仿真分析的步骤。并通过对深圳市民中心25号钢牛腿应力场识别的仿真,验证了方法的效果和可靠性。     

支座沉降对大跨度钢结构连廊地震受力性能影响分析

在大跨度钢结构连廊的地震冲击影响分析中支座沉降都被忽略,而分析其受力情况对抗震性影响至关重要。研究支座沉降对大跨度钢结构连廊在地震中的受力性能变化,建立连廊结构在地震中的受力模型。做法为模型设定一个沉降量,计算支座沉降时,在地震冲击下连廊(包括钢框架和钢桁架)附加内力,再利用结构力学方法得到连廊附加弯矩图,得出沉降量对连廊钢框架地震冲击表达式,利用SAP2000软件分析不同沉降量下连廊钢桁架结构内力变化情况,得到连廊上、下弦杆在地震作用下的最大弯矩和最大轴拉力。实验结果表明,计算得到支座沉降后,连廊上弦杆和腹杆内动力系数最大值分别为0.17、0.15,比传统的时程分析法更接近相关规定值0.16,结果准确。     

大跨度张弦桁架竖向地震反应分析

在张弦桁架优化设计及约束条件影响分析基础上，建立了60m、80m、100m、125m、150m跨度模型，采用振型分解反应谱法和时程分析方法对竖向地震作用进行分析，得到了小震、大震作用下结构最大动内力系数及动内力分布规律，并对大震时结构挠度与拉索是否会松弛进行了分析，用反应谱法与时程法得到的结果基本一致。本计算结果可供张弦桁架设计参考。     

基于黏滞液体阻尼器的铁路钢桁梁桥减震研究

以某高墩大跨度铁路简支钢桁梁桥为实际工程背景,研究了黏滞液体阻尼器对结构纵向抗震性能的影响.采用非线性时程分析方法,对黏滞液体阻尼器的相关参数及布置位置进行了优化分析.分析结果表明:合理选择黏滞液体阻尼器的布置位置、个数及阻尼参数,高墩大跨铁路简支钢桁梁桥具有明显的减震效果.     

钢混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构抗震性能试验研究

工业建筑结构体系取决于生产工艺及使用要求,生产工艺的复杂性往往导致复杂的结构形式。为了满足工艺要求,形成了一类钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构。为了研究其抗震性能,选取一实际结构,取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El Centro波(1940 NS)对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了该结构的动力特性参数及在地震作用下的动力反应。分析了结构自振频率及阻尼比变化,变形性能,滞回性能和破坏模式等;在试验基础上,给出了结构水平承载力的计算公式,为建立该类结构的抗震设计方法提供依据。     

深圳市民中心屋顶网架结构支撑钢牛腿瞬时应力场的识别

结构健康智能监测是当前国内外土木工程界新的研究热点和难点，具有重要的理论和工程应用价值。本文以深圳市民中心屋顶网架结构的智能监测系统为实际应用背景，系统地阐述了网架结构支撑钢牛腿基于神经网络的瞬时应力场识别方法及关键点工作状态评估与多级报警的方法。     

竖向地震下双塔连体建筑的分析和设计

首先输入多条实际竖向地震记录,用时程分析考察了塔楼高度和连体跨度不同的多个算例。然后将其抽象成塔楼和连体桁架组成的双自由度体系,运用频域分析方法,得到竖向地震作用的变化规律：11随着桁架对塔楼频率比增加,连体地震放大作用越明显;2）当连体对塔楼质量比较小且两者频率比相近1,连体地震反应进一步加强。现行抗震规范的重力系数法提出的大跨度结构竖向地震的实用计算公式对于本文研究结构并不完全适用。提出考虑塔楼和桁架协同地震作用的实用算式,并对一个超高层工程实例进行竖向地震作用分析,与时程分析结果吻合较好。