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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1154-1160页

作者：缪志伟陈康诺马栋梁杨冬梅刘一凡东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为了快速定量评估我国村镇区域现存的大量居民自建砌体房屋的地震抗倒塌性能,提出了一种基于简化分析模型的地震倒塌易损性分析方法.针对不同抗震构造措施的村镇典型砌体结构民居,基于砌体墙片恢复力模型和刚性楼板假定,建立结构简化剪... 详细信息

为了快速定量评估我国村镇区域现存的大量居民自建砌体房屋的地震抗倒塌性能,提出了一种基于简化分析模型的地震倒塌易损性分析方法.针对不同抗震构造措施的村镇典型砌体结构民居,基于砌体墙片恢复力模型和刚性楼板假定,建立结构简化剪切层模型,并根据结构的典型地震倒塌破坏模式,确定对应的倒塌判断准则.通过对比所提模型与精细化有限元模型的模拟结果,验证该模型在倒塌分析中的可靠性.基于23条地震动的增量动力分析,得到各简化剪切层模型的倒塌易损性曲线,量化评价结构抗倒塌性能.结果表明:增加构造柱可以显著提高结构抗倒塌能力;相较于现浇楼板,采用预制楼板后结构抗倒塌能力减弱;不设置构造柱和圈梁且采用预制楼板的结构抗倒塌储备系数仅为采用完好抗震构造措施结构的10%.

关键词：村镇区域砌体结构倒塌易损性分析剪切层模型抗倒塌性能

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风荷载作用下大跨越输电塔-线体系的易损性分析

风荷载作用下大跨越输电塔-线体系的易损性分析

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作者：张欣山东大学

学位级别：硕士

大跨越输电塔-线体系是一种具有强烈塔线耦联作用的复杂系统,其塔体高、跨度大、重量轻,且建设数量大、分布范围广,广泛应用于电力传输领域。大跨越输电塔-线体系的结构特性决定了其基本自振周期相对较长,从而也使其更易受风荷载的影响... 详细信息

大跨越输电塔-线体系是一种具有强烈塔线耦联作用的复杂系统,其塔体高、跨度大、重量轻,且建设数量大、分布范围广,广泛应用于电力传输领域。大跨越输电塔-线体系的结构特性决定了其基本自振周期相对较长,从而也使其更易受风荷载的影响。风灾是一种发生最为频繁的自然灾害,国内外的风灾数据表明,输电塔-线体系在强风下经常发生倒塌;此外,由于风荷载是一种随机荷载,进行结构的风致响应分析时应采用概率手段。因此,开展输电线路的风致倒塌及易损性分析具有重要的意义。目前,关于输电线路的风致倒塌易损性、不确定性分析的研究鲜有涉及。本文提出了输电塔的整体损伤指标(GDI)判断结构倒塌,基于增量动力分析(IDA)方法,使用ABAQUS模拟了强风下输电塔-线体系的倒塌破坏,同时对结构进行了易损性分析以及不确定性分析,具体开展了以下几方面研究:1)选取一典型大跨越输电线路,提出了结构整体损伤指标GDI,并以之作为输电塔的倒塌判别标准,基于IDA方法,通过ABAQUS/Explicit对其倒塌过程进行了模拟,研究了结构倒塌时的整体损伤,分析了其倒塌机理。2)开展了大跨越输电塔-线体系的抗风易损性研究,评估了结构的抗风承载力;同时,对比分析了基于我国及IEC规范、采用Kaimal及Davenport风速功率谱模拟风荷载时结构抗风易损性的变化。3)选取弹性模量、泊松比、钢材屈服强度以及钢管半径及厚度为不确定性参数,对大跨越输电塔线体系进行了敏感性分析,研究了结构倒塌风速对各参数不确定性的相对敏感程度。4)采用拉丁超立方抽样方法生成了 50组结构-风荷载随机样本对,研究了输电塔-线体系同时考虑结构不确定性及风荷载随机性时结构的抗倒塌能力,分析了结构不确定性对结构抗倒塌能力的影响。

关键词：大跨越输电塔-线体系风荷载整体损伤(GDI) 倒塌易损性分析不确定性分析

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考虑地形影响的台风作用下输电塔—线体系响应分析

考虑地形影响的台风作用下输电塔—线体系响应分析

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作者：张来仪山东大学

学位级别：硕士

电力是保障国民经济向好发展的重要资源,满足全社会用电需求仍是目前电力发展的基本任务。输电线路作为电力运输通道,其安全稳定运行至关重要,在跨区跨省输电线路工程建设的过程中,需要应对各地区不同地形和气候条件的挑战。由于山地风... 详细信息

电力是保障国民经济向好发展的重要资源,满足全社会用电需求仍是目前电力发展的基本任务。输电线路作为电力运输通道,其安全稳定运行至关重要,在跨区跨省输电线路工程建设的过程中,需要应对各地区不同地形和气候条件的挑战。由于山地风场和平地风场相比具有显著的局部风加速效应,且台风风场相较于良态风风场具有强变异性和高湍流度的特点,导致穿越复杂地形台风风场的输电线路发生破坏甚至倒塌事故的概率增大,因此开展考虑地形影响的台风下输电塔-线体系响应研究具有重要意义。本文基于计算流体动力学理论和有限元分析软件,研究了典型地形和真实地形等因素对台风下输电塔-线体系动力响应的影响规律,分析了台风作用下输电塔-线体系的倒塌易损性。本文的主要研究内容如下:(1)编制台风动态模拟程序,基于Fluent分别建立了典型三维单山和双山台风风场模型,以风剖面、湍流度和脉动风速功率谱等为目标参数,考虑山体坡度、山脉长度和山顶间距等变量,研究了典型山地台风风场的平均风特性和脉动风特性,明确了输电线路布设高度处的平均风速分布规律。(2)建立了考虑真实地形影响的台风风场模型,研究了真实地形台风风场的平均风特性和脉动风特性,输电塔-线体系在台风风场中位于真实地形和平地处的风速时程序列,分析了台风作用下地形因素对输电塔-线体系动力响应的影响。(3)基于增量动力分析法,研究了输电塔-线体系在不同风速台风荷载作用下的响应规律。基于概率分析方法,研究了不同风攻角和台风风谱对输电塔-线体系倒塌易损性的影响规律,明确了输电塔节间破坏概率和最不利风攻角。

关键词：输电塔-线体系台风微地形风致响应倒塌易损性分析

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村镇砌体结构地震抗倒塌性能数值分析研究

村镇砌体结构地震抗倒塌性能数值分析研究

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作者：马栋梁东南大学

学位级别：硕士

随着我国整体经济发展水平的不断提高,在广大村镇区域也存在着提高建筑抗震安全度的迫切需求。村镇砌体房屋多数都未经过严格的设计和施工,抗地震倒塌能力较差,面临严峻的地震灾害威胁。本文通过数值模拟方法,针对村镇典型砌体结构进行... 详细信息

随着我国整体经济发展水平的不断提高,在广大村镇区域也存在着提高建筑抗震安全度的迫切需求。村镇砌体房屋多数都未经过严格的设计和施工,抗地震倒塌能力较差,面临严峻的地震灾害威胁。本文通过数值模拟方法,针对村镇典型砌体结构进行了地震抗倒塌性能研究和倒塌易损性分析,揭示了结构在地震作用大变形条件下的倒塌机理和倒塌模式,获得了结构倒塌易损性曲线。主要研究工作及结论如下:(1)基于通用有限元软件***,兼顾分析精度和计算效率,开发了可用于模拟村镇典型砌体结构强震作用下倒塌全过程的精细化有限元数值分析模型。对某二层砌体结构的振动台试验进行了弹塑性时程分析的数值仿真模拟,数值模拟和试验结果均显示出结构一层破坏更加严重,且破坏主要集中在一层门窗洞口的角部,验证了本文精细化有限元数值分析模型的可靠性。(2)针对我国广大村镇区域实际情况,建立了不同抗震构造措施的村镇典型砌体结构的精细化有限元模型,并采用有限元接触算法和生死单元控制技术进行了弹塑性时程分析,实现了结构的倒塌全过程模拟。通过考察各模型的破坏状态、位移反应、倒塌过程及倒塌模式等结果,分析研究了构造柱、预制楼板及楼板支承长度、完全无抗震构造措施、地震动形式等因素对结构抗倒塌性能的影响。(3)基于无约束砌体墙和约束砌体墙的I-K模型参数取值的经验方程,通过***软件自带的USPRNG子程序接口,编写层间弹簧的位移-力滞回关系程序代码,建立了单栋砌体结构的简化剪切层模型。进一步对本文砌体结构的精细化模型和简化模型进行了基于多点位移控制的Pushover分析,对比两者的能力曲线结果,发现简化模型计算得到的各特征点参数与精细化模型结果吻合较好,验证了本文简化剪切层模型的可靠性。(4)建立了不同抗震构造措施的村镇砌体结构简化剪切层模型,通过对各模型进行逐个输入23条地震动的IDA分析,并对分析数据进行了对数正态分布函数拟合,得到了不同模型的倒塌易损性曲线。根据平均倒塌能力指标,对不同结构的抗倒塌性能进行了量化评价,分析研究了构造柱、预制楼板及完全无抗震构造措施对结构抗倒塌易损性的影响。

关键词：村镇砌体结构地震抗倒塌性能数值模拟弹塑性时程分析倒塌易损性分析

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结构周期延长对倒塌分析中地震动强度指标选择的影响

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建筑结构学报 2019年第5期40卷 141-148页

作者：左占宣李爽翟长海谢礼立中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

当结构在强震作用下接近倒塌状态时,其刚度和承载力的退化会导致结构周期延长,为此,研究了周期延长对地震动强度指标选择的影响,将不同周期调整系数β对应的谱加速度(S_a(βT_1),T_1为弹性基本周期)作为地震动强度指标时,研究其倒塌分... 详细信息

当结构在强震作用下接近倒塌状态时,其刚度和承载力的退化会导致结构周期延长,为此,研究了周期延长对地震动强度指标选择的影响,将不同周期调整系数β对应的谱加速度(S_a(βT_1),T_1为弹性基本周期)作为地震动强度指标时,研究其倒塌分析结果的离散性。基于等效单自由度结构周期(T_(eq)),提出了等效周期谱加速度(S_a(T_(eq)))。研究结果表明:当周期调整系数β增大时,结构抗倒塌能力分析结果的离散性呈现先减小后增大的趋势。与传统地震动强度指标S_a(T_1)相比,所提出的S_a(T_(eq))可以考虑结构非线性变形引起的周期延长,能有效降低倒塌分析结果的离散性达30%以上。

关键词：地震动强度指标刚度和承载力退化周期延长等效周期倒塌易损性分析

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