大型筒仓与地基静动力相互作用研究

大型筒仓与地基静动力相互作用研究

曹彩芹[1]2003年在《大型筒仓与地基静动力相互作用研究》文中提出筒仓作为一种工程结构,在工程实际中得到广泛的应用,其抗震性能直接关系到筒仓本身的安全及震后周围的环境。以往的理论计算模型均将筒仓模拟为多自由度质点的悬臂梁,显然,与工程实际并不相符。 本文以某大型筒仓结构为例,考虑到散体、结构、地基的相互作用与影响,考虑地基与基础及结构的耦合问题,采用半解析半数值的方法对弹性地基上的筒仓结构进行了静、动力的分析计算。 本文对筒仓结构进行整体离散,构造了各种单元半解析的位移函数,建立环壳单元、锥壳单元、板单元、地基单元。并编制了程序,计算了各结线的静位移及其自由振动的频率和振型。

马超[2]2008年在《筒仓结构—地基相互作用动力计算》文中进行了进一步梳理筒仓应用于农业、矿业、化工、电力等诸多领域中的散料储存。筒仓作为一种向高空发展的现代结构,其理论分析和结构计算不同于其它一般形式的建筑物。世界上许多国家和学者都对其进行了大量的理论分析和实验研究,得到了一些基本一致的结论和计算公式。作为一种薄壳特种结构,复杂的受力情况和传统简单的设计方法使筒仓事故不时发生。仓壁与储料荷载相互作用、地基与筒仓结构相互作用是目前工程设计人员研究的两个主要问题。通过对地震工程实践总结,人们越来越认识到结构和地基动力相互作用对筒仓的地震反应有着重要的影响。本文是完成陕西省科技厅项目《贮料——贮仓——地基相互作用动力特性的理论分析与实验研究》的部分计算内容,具体进行了以下几个方面的工作:1.运用有限元法对地基——贮仓——散体动力相互作用进行系统的分析,并得出一些结论。对筒仓模型及实仓进行有限元计算时,充分考虑结构各部分刚度的变化情况,将仓体及地基的各部分分别按板壳元、杆单元、梁单元、体单元进行计算,使计算模型更加反映结构及地基的真实情况。2.本文运用集中质量弹性杆的方法来模拟筒仓内部散料,并设计了不同的集中质量模型进行计算比较。用有限元法对不同地基上的筒仓进行了静、动力分析计算。在计算地基对筒仓结构简谐运动的动力响应时,研究了散体对筒仓的作用及散体对仓体的减振作用。3.考虑不同地基的情况,输入不同的地震激励,采用纽马克时间积分法求解动力方程,对地基——筒仓结构体系进行了非线性瞬态时程响应分析。通过数值计算和结果分析比较,探讨结构在地震作用下的动力反应的特点和一些规律,找出筒仓结构在地震时的薄弱点,并对筒仓的抗震能力评估。对结构体系静、动力特性系统研究后,论文对研究内容及成果做了简单的总结,得出一些结论,并指出文中的不足之处和尚有待进一步开展的工作。

曹彩芹, 黄义, 刘彤, 王安强[3]2004年在《大型筒仓与地基静力相互作用研究》文中研究表明筒仓作为一种现代工程结构,在工程实际中得到广泛的应用.本文以某大型筒仓结构为例,考虑到散体、结构、地基的相互作用与影响,考虑地基与基础及结构的耦合问题,采用半解析半数值的方法对弹性地基上的筒仓结构进行了静力分析计算.计算了筒仓各结线的静位移以及地基和基础板随半径变化时的静位移变化规律.

王建平[4]2006年在《贮仓—贮料—桩—地基空间相互作用系统的动力特性及随机地震响应研究》文中进行了进一步梳理结构—地基的动力相互作用问题是伴随着工程实践而提出的。通过地震工程实践,人们越来越认识到结构和地基动力相互作用对建筑物的地震反应有着重要的影响。本论文将贮仓、贮料、桩基础及其地基均作为空间结构处理,基于有限元理论建模并采用有限元和虚拟激励法相结合的计算方法,围绕着随机地震荷载作用下贮仓—贮料—桩—地基体系的动力相互作用问题展开了较为深入、系统的研究,取得了一些有价值的成果。主要的研究工作及得出的主要结论如下: 1.作者在查阅了大量国内、外文献的基础上,全面分析了土—结构动力相互作用的研究现状和发展水平,指出了现有研究的不足之处。由于地震荷载是一种随机荷载,因此,应该以随机过程的观点来研究地震荷载作用下结构的响应才是符合工程实际的。 2.经文献查新,本文首次将虚拟激励法推广应用于叁维桩—土—结构动力相互作用系统的随机地震响应研究中,扩大了虚拟激励法的应用范围。 3.研究了空间自由场地基和带桩自由场地基的动力特性。数值计算结果表明:在自由场地基土中设置桩基础以后,使原有地基土的固有频率增大、固有周期缩短。影响主要表现在:桩基础对地基土的前3阶固有频率影响较小,相对误差在10%以内;随着体系固有频率的增大,桩基础对频率的影响也呈增大趋势,但当体系的固有频率增大到某一值后,桩基础对固有频率的影响将基本保持不变。采用虚拟激励法研究了随机地震动作用下自由场地基和桩—土相互作用体系的随机地震响应,得出了桩基础对自由场地基动力响应有明显的减震效应。 4.系统建立了贮仓、贮仓—贮料相互作用体系的叁维有限元计算模型。研究了刚性地基上空仓、贮仓—贮料相互作用体系的动力特性。数值计算结果表明:空仓的自振频率大于贮仓—贮料相互作用体系的自振频率。采用虚拟激励法研究了空仓、

李钢[5]2008年在《钢筋混凝土大直径浅圆仓地震响应分析》文中进行了进一步梳理筒仓作为贮存散状物料的设备,具有结构简单、使用方便、保护环境和减少占地等优点,伴随着社会经济的发展和科学技术的进步,筒仓的应用从粮食、建材、冶金和煤炭到电力行业,并且越来越广泛。1995年,作为世行贷款建设项目,大直径浅圆仓首次从国外引进,并且以其容量大、占地面积小、吨贮造价低、易于实现机械化作业等独特优点,已经在我国得到了大量的应用。但是,我国对筒仓结构抗震性能的研究大多都集中在深仓(高径比大于1.5的筒仓)领域,而对大型浅圆仓结构的动力特性和抗震性能研究较少。因此,作为在我国工农业中得到大量应用的大直径浅圆仓,对其进行深入的抗震性能研究就显得尤为必要和迫切,并且这项研究对于保证我国能源安全战略的实现,减小我国工业、农业以及能源企业在地震危害下的经济损失,保证在地震等突发性灾害发生后能源的安全有效供给都有着极其重要的意义。本文以大型有限元软件ANSYS为基础,采用有限元数值模拟的方法,考虑不同贮料工况,对一建造在Ⅱ类场地土、8度抗震设防区、直径为50m、高度为25m的钢筋混凝土大型浅圆仓进行了静、动力地震反应分析,探讨这类结构在地震作用下的动力反应特点和一般规律。主要有:以壳单元为基础,建立了钢筋混凝土大型浅圆仓的ANSYS有限元分析模型,并对其进行了静力有限元分析,得到了钢筋混凝土大型浅圆仓满仓时的应力、应变及变形分布规律,绘制了相应的混凝土应力云图和结构变形分布曲线,找出了这类结构受力的薄弱位置;采用时程分析法,输入El-Centro地震波、Taft地震波和人工地震波,进行了钢筋混凝土大型浅圆仓的动力有限元分析,得出了结构顶部在地震作用下的位移时程曲线,找出了最大位移发生的时间,并绘制了该时刻结构整体变形图和整体应力图,探讨了这类结构在地震作用下的内力变化规律和动力反应特点,为这类结构的抗震设计提供了理论依据。

参考文献:

[1]. 大型筒仓与地基静动力相互作用研究[D]. 曹彩芹. 西安建筑科技大学. 2003

[2]. 筒仓结构—地基相互作用动力计算[D]. 马超. 长安大学. 2008

[3]. 大型筒仓与地基静力相互作用研究[J]. 曹彩芹, 黄义, 刘彤, 王安强. 空间结构. 2004

[4]. 贮仓—贮料—桩—地基空间相互作用系统的动力特性及随机地震响应研究[D]. 王建平. 西安建筑科技大学. 2006

[5]. 钢筋混凝土大直径浅圆仓地震响应分析[D]. 李钢. 西安建筑科技大学. 2008

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