特高压气体绝缘开关设备瓷套管抗震性能研究

为评估某型号1 100kV特高压(UHV)气体绝缘开关设备(GIS)瓷套管的抗震性能,将其连同支撑筒体与支架一起安装在振动台上,开展特高压气体绝缘开关设备瓷套管振动台试验。试验采用符合特高压标准反应谱的人工波激励该瓷套管,得到瓷套管关键部位的加速度、位移和应变响应。运用数值仿真软件ABAQUS对该振动台试验进行数值仿真研究,分析试验模型的自振频率、套管根部应力和套管顶端相对位移,得到与试验结果吻合较好的结果,证明该数值仿真模型的有效性。通过数值仿真的手段研究套管固有频率和本体(支撑筒体和支架)刚度的变化对套管抗震性能的影响,结果表明:该套管固有频率在一定范围内变化时,其地震响应相对较小;随着本体刚度的增大,套管根部最大应力与套管顶端最大相对位移均呈下降的趋势,因此适当增大本体的刚度可以降低套管的地震响应。     

考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究

在核电站中:核电设备通过不同的固定条件与结构相连,地震作用时设备与结构动力相互作用复杂,为分析核电设备多维地震响应并鉴定其抗震性能,进行了考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究。振动台试验进行了5次运行基准地震和1次安全停堆地震的动力时程激振,以及试验首末2次动力特性测试。试验结果表明:不同固定条件会影响核电设备多维地震响应的加速度峰值、反应谱特性和动力放大系数,与设备直接固定于振动台相比,将核电设备悬挂固定于剪力墙再与振动台连接的固定条件,改变了设备反应谱特性,且放大了响应的加速度峰值,具有显著的动力放大效应,使核电设备多维地震响应更为强烈。因此,对此类固定条件的核电设备,在产品设计及安装固定时要充分考虑动力放大效应,以提高设备的抗震韧性。抗震试验前后,核电设备功能运行正常,结构完整性好,抗震性能满足要求。     

基于振动台试验的纯黄土边坡动力响应研究

黄土地区地震岩土灾害严重,本文以兰州新区一纯黄土边坡为原型,开展了大型振动台模型试验,研究纯黄土边坡在地震荷载作用下的动力响应规律与破坏机制。结果表明:与其他岩性或土性的边坡一样,纯黄土边坡表层加速度放大效应明显,在坡肩附近达到最大,呈现出高程效应即随高程的增加放大效应增强,同时放大效应也会随地震烈度的增加而增强,当烈度达到600 gal时,坡肩处放大系数最大为2.06;边坡表层土压力远小于与其同一高程的内部土压力,表层变化规律基本一致且随地震动的增加数值相差不大,在临空面上,坡脚附近土压力为最大,其值在0.7~0.75 kPa;随地震烈度的增加,边坡表面裂纹逐步由细小短裂缝演变为横向贯穿的深裂缝,在坡肩附近尤为显著,试验中,最大沉降约10 cm,坡肩最大水平位移为5~8 cm,模型边坡最终发生拉裂滑移式破坏。该研究结果可为纯黄土边坡在地震荷载作用下的稳定性研究提供一定参考。     

强震作用下核电厂顺层软岩高边坡组合支挡结构抗震性能研究

在综述国内核电厂高边坡案例研究进展的基础上,以某核电厂含泥化夹层顺层软岩高边坡为例,探讨应用多种方法综合分析其在地震作用下的动态放大效应、抗震性能和加固效果的分析思路。首先,基于典型二维计算剖面,采用拟静力法对边坡进行初步加固设计;然后,基于振动台试验和数值计算,研究边坡动态放大效应、支挡结构的动力响应和抗震性能,探讨边坡抗震参数优化取值。研究结果表明:(1)原位边坡坡面的加速度放大系数随高度增加而增大,且泥化夹层饱水后的放大系数要大于饱水前,水平向最大值为1.90;(2)加固后边坡动态放大系数显著降低,水平最大放大系数为1.31,垂直向基本为1.0,锚索抗滑桩以下边坡基本不存在放大效应,说明软岩高边坡采用锚索抗滑桩和锚索框架抗震性能较好;(3)PGA=0.21g时,边坡整体抗震性能较好,仅最顶部锚杆和中部锚索受力超过设计锚固力,分别超过设计值的20%和5%,适当加强即可;(4)数值计算得到的加速度放大系数分布规律与振动台试验结果较为一致,且两者得到的坡顶加速度放大系数也十分接近。研究成果可为核电厂软岩高陡边坡抗震安全评价和工程设计提供技术支持。     

双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。     

土-结构相互作用问题中的放大效应研究

在土-结构动力相互作用问题的研究中,当土层与结构的自振频率相接近时,可能会出现类共振,对此进行了土-框架结构相互作用的振动台试验,将试验结果与刚性地基情况进行对比,选取的指标包括加速度、层间位移及应变峰值。结果表明:考虑土-结构相互作用的影响后,加速度、层间位移和框架应变均较刚性地基时有大幅的增加,应变峰值比最大可达到7倍,加速度峰值比最大可达5倍多,而位移峰值比最大约3倍左右。     

子结构技术在结构抗震试验研究中的应用

根据结构试验理论和实验设备的特征,阐述了结构抗震试验的特点及发展,重点分析了子结构拟动力试验方法的原理、数值积分算法、加载方式和误差控制;振动台子结构试验的原理、研究成果;实时子结构的原理和时滞等混合试验方法的基本理论,以及大型通用有限元软件及远程协同试验方法在混合试验中的应用。基于各种试验方法的优势与发展,总结出混合试验技术未来的发展方向。     

特高压电气设备抗震设计反应谱特征周期取值研究

特征周期是抗震设计反应谱的重要参数,开展特高压电气设备抗震设计反应谱特征周期的研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。对美国、日本等世界范围内的1448 条Ⅲ类场地水平向强震记录进行了统计分析,结果表明震级、震中距对特征周期有较大影响;强震记录特征周期的80%分位数结果约为0.9s。对全国近年来已通过评审的312 个Ⅲ类场地的地震安全性评价结果进行了统计分析,70%分位数的特征周期为0.9s。结合相关规范的对比分析,建议特高压电气设备抗震设计反应谱的特征周期取0.9s,可有效保证特高压电气设备的地震安全。     

特高压电气设备抗震设计反应谱特征周期取值研究

特征周期是抗震设计反应谱的重要参数,开展特高压电气设备抗震设计反应谱特征周期的研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。对美国、日本等世界范围内的1448条Ⅲ类场地水平向强震记录进行了统计分析,结果表明震级、震中距对特征周期有较大影响;强震记录特征周期的80%分位数结果约为0.9s。对全国近年来已通过评审的312个Ⅲ类场地的地震安全性评价结果进行了统计分析,70%分位数的特征周期为0.9s。结合相关规范的对比分析,建议特高压电气设备抗震设计反应谱的特征周期取0.9s,可有效保证特高压电气设备的地震安全。     

高压输电塔-线体系抗震的研究进展

高压输电塔-线体系是重要的生命线工程,确保它们在地震作用下的安全可靠运行,具有十分重要的意义。首先,简要介绍了我国高压输电线路的发展现状,以及近几年地震中输电线路的倒塌破坏情况。然后,从高压输电塔-线体系动力分析模型研究、抗震研究、振动台试验研究以及振动控制研究等几个方面,对高压输电塔-线体系抗震研究的发展进行了重点的论述。最后,对输电塔-线体系抗震需要进一步重点研究的问题进行了展望。     

中美欧储罐抗震规范中地震作用的比较研究

对比分析了中国、美国和欧州国家储罐抗震设计规范在抗震设防基准、设防目标、设计参数、储罐简化模型、设计反应谱和地震力降低系数等方面的不同特点,比较各规范设计地震作用的大小.研究表明:我国鉴定标准、美国API650和欧洲EC-8的抗震设防水准基本相当,而欧洲EC-8的抗震设防目标偏低.对于中等类型场地上的低自振周期储罐,我国鉴定标准设计地震作用与美国API650相当,但低于欧洲EC-8设计值,鉴定标准的晃动波高大于欧洲EC-8.另外以我国常用系列浮顶罐和大型浮顶罐为研究对象,比较储罐频率、液体等效质量、晃动波高等参数的不同.研究得到一些结论和建议,对修订我国储罐抗震设计规范有借鉴意义.     

供电系统抗震性能分析

介绍了供电系统抗震性能分析方法，结合实例进行了系统功能损失综合评价分析。     

基于中美抗震设计规范的双向水平地震效应组合方法的有效性评估

在地震来临时,一般假设建筑结构同时受到两个正交水平方向分量与一个竖向分量的地震动作用。双向水平地震效应组合方法用于估计两个正交水平分量地震动同时作用时结构的内力效应。本文主要对我国与美国抗震设计规范中规定使用的平方和开平方根（SRSS）方法与百分比组合方法的有效性进行了评估。首先,对比了我国与美国规范在考虑双向水平地震效应时的适用情况及相关规定上的异同。以一4层中心支撑-框架结构为工程案例,考虑两国规范在适用情况上的规定,设置了三个结构布置方案。对三个结构布置方案建立有限元模型,选取22组地震动,开展了动力时程分析。提出了针对SRSS方法与百分比组合方法的评估指标,基于时程分析结果,发展了双向水平地震效应组合的概率性评估方法。评估结果表明:SRSS方法与百分比组合方法用于平面扭转不规则结构的设计较为保守。在简化组合规则的适用条件上,美国规范对平面扭转不规则结构不进行考虑有一定的合理性。建议我国规范对中心支撑-框架结构中含双向受压柱的设计要求考虑双向水平地震效应组合。     

中欧规范RC桥墩抗震设计及验算方法对比研究

地震作用下钢筋混凝土（RC）桥墩容易损坏。为完善RC桥墩的抗震设计及验算方法,对比最新中国和欧洲规范中关于RC桥墩的延性抗震设计及验算方法的不同之处。基于Midas/Civil软件所建立的常规连续梁桥有限元模型,对比分析采用中欧规范开展的RC桥墩延性抗震设计及验算结果。结果表明:中欧规范中关于RC桥墩的延性抗震设计理念、抗剪和变形验算方法及延性构造细节均有区别。基于中欧规范设计的RC桥墩配筋情况存在差异。与中国规范相比,欧洲规范关于RC桥墩的横向钢筋配筋率和纵筋最小配筋率要求较高,有利于保证结构的抗剪强度和延性;箍筋最大间距要求较低,不利于防止纵筋压曲。     

中、美主要抗震设计规范加速度谱的近断层地震动能量检验.

近场地震通常有显著的脉冲型高能输入,有必要从能量角度对现行抗震规范进行有效性检验,以探讨规范加速度设计谱能否体现近断层区域地震地面运动的能量耗散需求. 基于本文作者所建议的5%阻尼比下谱速度与输入能量等效速度之间关系,推导了与当前中、美主要抗震设计规范(GB50011-2001, UBC97)加速度谱相容的输入能量谱,并对其适用范围进行了讨论. 将其与基于实际近断层记录分组所得的输入能量设计谱进行对比表明, 我国GB50011-2001规范除软土场地的9度罕遇烈度外均难以体现近场地震的能量要求,有必要对设计谱平台高度进行调整;而美国UBC97规范则在除SA类场地之外的其它条件下均能较好地与15 km范围内的近场能量需求相吻合,从而也证明了本文推导方法的正确性.      

Sloped multi‐roller isolation devices for seismic protection of equipment and facilities

The rolling motion of mutually orthogonal rollers respectively sandwiched between two bearing plates in which one or both have V‐shaped sloping surfaces makes the sloped rolling‐type isolation device have an excellent in‐plane seismic isolation performance. In this study, the sloped rolling type isolation device in which a single roller moves between two V‐shaped sloping surfaces along each principle horizontal direction is refined by incorporating multi‐roller, built‐in damping, and pounding prevention mechanisms. The associated dynamic behavior is further clarified, and a simplified twin‐flag hysteretic model, which can be easily applied in most commercial computational tools is then proposed. Seismic simulation tests on the refined isolation devices (i.e. the sloped multi‐roller isolation devices) with different design parameters such as sloping angles of bearing plates and built‐in damping capabilities, together with a raised floor system by employing the sloped multi‐roller isolation devices, were conducted. Not only is the efficiency of the sloped multi‐roller isolation devices in seismically protecting the important objects, but also the practicability and accuracy of the proposed simplified numerical model in predicting the seismic responses of the sloped multi‐roller isolation devices is experimentally verified. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

RC剪力墙结构小震与中震设计对比及其抗震性能研究

近年来,国内学者强调对于复杂和超限结构需进行中震性能设计,即在小震弹性设计后进行中震下的承载力复核及调整,然而中震设计能否提高结构整体抗震性能仍存在争议.为探究中震设计与小震设计方法的差异,本文依据现行规范,以设防烈度、结构高度和场地类别为变化参数,建立了48个典型RC剪力墙模型,并分别以"小震"、"高规中震"、"广东...     

中美欧水平地震作用的比较

分析了中美欧抗震设计中的水平地震作用问题。首先,比较了中美欧抗震规范中建筑物重要性、强度折减系数的差异,介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范的等效侧向荷载法以及欧洲规范的侧向荷载法。然后对一多层框架结构,分别作为办公楼和医院,计算了不同设防烈度下、不同延性等级下的水平地震作用,并进行了比较分析,获得了3种规范关于水平地震作用的一些差异。     

管线系统抗震性能研究方法综述

现代公共建筑非结构构件的投资比远远大于结构构件的建造成本比例,非结构构件在地震中的破坏会造成巨大经济损失。作为一种典型的非结构构件,管线系统的破坏往往导致建筑丧失给水、排水以及消防等多重使用功能。从拟静力试验、动力试验、振动台试验、数值模拟及易损性分析等角度对管线系统抗震性能研究方法进行了系统总结,介绍各类研究方法的应用实例及其利弊,并对管线系统抗震性能研究方法的发展方向进行了展望。