尹冠生[1]2002年在《考虑结构—地基相互作用时贮仓结构的静、动力研究》文中认为贮仓的理论分析及试验研究工作已经进行了多年，一些学者根据试验结果及壳体理论对贮仓结构的静、动力计算提出了多种计算模式，这些计算模式均假设贮仓结构位于刚性地基上，均未考虑地基——基础——结构的相互作用影响；没有计及散体对贮仓的减振作用，对散体与贮仓的动力相互作用的研究甚少。在试验研究方面，尚未见到不同地基上的贮仓对地基振动的响应的研究资料。本文对地基——基础——贮仓结构静、动力相互作用的试验和理论分析进行了较系统的研究：对不同地基上的贮仓模型进行了静、动力实验研究；在通过对贮仓模型及实体贮仓的静、动力有限元的计算分析并与实验结果相比较的基础上，提出了考虑散体对仓体的作用时，贮仓结构的动力计算模式，进而研究了散体对仓体振动的减振作用。 本文具体进行了以下几方面的工作： 1．首次系统地进行了贮仓的动、静力实验研究。自行设计并自制了筒承式和柱承式有机玻璃筒仓模型及弹性地基的模型—海绵橡胶基，进行了在刚性及弹性地基上多种工况的静、动力实验并根据计算结果对实验条件进行修正后再次试验。 2．首次提出了散体与仓体的相互作用和对贮仓减振作用的数学模式。用有限元法对不同地基上的筒仓模型进行了静、动力分析计算。在计算筒仓模型对地基简谐运动的动力响应时，研究了散体对仓体的作用及散体对仓体的减振作用。经反复实验并比较，得出结论：筒承或柱承式筒仓仓体t在地基横向振动时，自料仓仓底向上的 70协80％的散体与仓体之间的相对 回运动可以不计，而仓内自上而下的20％～30％的散体与仓体间的相对运动必须计及；在此基础上提出了散体对贮仓减振作用的计算模式，并进行了数．值计算比较。较之刚性地基，弹性地基减小了散体与仓体间的相对运动及仓体的弯曲变形。这个结论与在模型试验中所观察到的现象是一致的，且相互间有相对运动的散粒体的数量随地基刚度的增加而减少。 3．运用有限元法对弹性地基一贮仓一散体动力相互作用进行系统分析，并得出一些有意义的结果。对筒仓模型及实体单仓、群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、块体单元进行计算，使计算模型更加’1反映结构及地基的真实情况。‘ 4．对不同直径、不同高度的实体单仓进行了大量的、多种工况的计算。。分析的基础上，提出了计算圆型筒仓的多阶自振频率的近似计算公式。 5．考虑贮料与仓体的相互作用，提出了圆形贮仓结构自振特性的计算公式，对贮仓抗震规范关于贮仓自振特性的计算模式进行了修正。 本文涉及的实验及计算内容较多，定有考虑不周甚至错误之处。实验的结论、总结的计算模式是否完全反映筒仓结构振动的本质、其适用性如何，需在今后的实践及理论分析计算中进一步检验。
黄义, 尹冠生[2]2002年在《考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静动力研究——[Ⅰ]实验研究》文中研究表明对贮仓结构的静、动力问题进行了系统的实验研究 :考虑到地基———结构———散粒体的相互作用 ,设计并完成了不同地基上的筒仓模型的静、动力试验 (包括模型制作、试验和测试方案 ,数据输入输出及处理 )。根据对多种工况试验的观察 ,得出结论 :在地基水平振动的情况下 ,贮仓内绝大部分的散粒体与仓壁没有相对运动 ,只有一小部分散粒体脱离仓壁与贮仓有相对运动
王建平[3]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》文中指出结构—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、
黄义, 尹冠生[4]2003年在《考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静、动力研究[Ⅱ]——有限元分析》文中进行了进一步梳理对贮仓结构的静、动力问题进行了系统的分析计算 :考虑到地基 结构 散粒体间的相互作用 ,引入新的计算模式 ,对不同地基上的贮仓结构模型进行了系统的有限元静、动力分析计算 ,并与作者所完成的试验结果进行了比较。结果表明 ,所提出的计算模式及有限元计算模型是正确的
马超[5]2008年在《筒仓结构—地基相互作用动力计算》文中指出筒仓应用于农业、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。
袁龙飞[6]2011年在《预应力混凝土圆形筒仓有限元分析与设计方法研究》文中研究表明筒仓结构作为贮存散料的构筑物,具有运行方式简单、保护环境,节约用地、损耗少等优点,因而它在煤炭、电力、港口、储运等行业中得到了广泛应用。多年来,随着各行业生产需求的不断提高,筒仓结构朝着大型化、重荷载、高重心的趋势发展,同时鉴于目前现行《筒规》设计相关内容显现不完善。因此,对筒仓结构进行有限元分析与设计方法探讨具有重要的理论价值和实际意义。本文以预应力混凝土圆形筒仓为研究对象,结合筒仓结构在实际工程计算和结构设计中所遇到的问题,采用ANSYS有限元软件对筒仓结构进行了预应力模拟方法、动力特性、结-地相互作用、地震作用效应及其抗震性能分析,探讨了筒仓结构的设计方法。(1)根据环形预应力筋的作用机理,分析圆筒薄壳结构在单环、多环预压力作用下的受力性能,提出预应力圆形筒仓结构的预应力模拟方法,使之能方便、准确、有效的模拟预应力对筒仓结构作用。(2)对预应力混凝土筒仓进行动力特性分析,分析贮料物理特性参数对筒仓结构动力特性参数的影响。在此基础上,对筒仓结构进行反应谱分析,研究筒仓结构的整体受力性能及抗震性能,并分析地震作用简化计算方法的可行性。(3)建立筒仓结构-地基相互作用有限元模型,对结构进行动力特性分析,分析在改变土体弹性模量时,结构动力特性参数的变化规律,同时采用时程分析方法对结构进行地震作用下的动力分析,并对比分析考虑共同作用和不考虑共同作用时筒仓结构的受力性能及整体变形性能,探讨筒仓结构-地基相互作用机理。(4)依据我国《钢筋混凝土筒仓设计规范》(GB50077-2003),从荷载类型、分析工况的选取、预应力设计、地震作用计算等方面,探讨预应力混凝土圆形筒仓的设计方法。同时结合工程设计中所遇到的问题,对《筒规》中的部分条文进行了适应性分析和深入探讨。本文研究成果可用于同类结构计算分析和工程设计时的参考。
王赞芝[7]2005年在《地基—基础—贮仓结构相互作用系统动力特性及减震控制研究》文中认为本文建立了地基—贮仓结构动力相互作用系统的半解析方法分析模式,在此基础上,研究了该系统的确定性振动和随机振动规律,并对贮仓结构的减震控制进行了系统的研究。 在建立地基—贮仓结构动力相互作用系统的半解析模式时,考虑了结构与基础、基础与地基、贮仓与贮料这四位一体的相互作用。所考虑的地基模型能够计及从地基与结构的交界面直至无限远处土介质的性质,避免了有限元方法选取人工边界参数的困难;对贮仓中的散料采用黏性流体来模拟,可以考虑散体内部各部分的相互运动,散体与仓壁壁面的相互运动,及散体表面的起伏,并能考虑散体内摩擦的影响。 然后,基于所建立的分析模型,在频域和时域内,分别对地基—贮仓结构相互作用系统的确定性振动和随机振动进行了系统的研究。在确定性振动分析中,在频域内,首先由地震动加速度计算得到系统的广义结面荷载列阵,将其进行Fourier变换得到频域解,再由系统的频率响应矩阵计算得到系统的广义结面位移未知量的频域值,将系统的广义结面位移未知量的频域值进行Fourier逆变换就得到它们的时域值,在时域内,由先计算得到的广义结面荷载矢量通过系统的脉冲响应矩阵得到广义结面位移未知量的解。在求出系统的广义结面位移未知量后,根据弹性力学的原理,进一步求出系统的位移场、应变场、应力场。在随机振动分析中,得到了在地震动随机作用下,系统在频域内的广义结面荷载的功率谱密度函数矩阵,广义结面位移未知量的功率谱密度函数矩阵,系统的位移场、应变场、应力场的功率谱密度矩阵;以及系统在时域内的广义结面荷载的相关函数矩阵,广义结面位移未知量的相关函数矩阵,系统的位移场、应变场、应力场的相关函数矩阵。 最后,对贮仓进行了隔震设计与分析。采用隔震层将贮仓结构与地基分隔开来,对隔震层进行了设计,建立了隔震层的半解析单元。所建立的隔震层单元将隔震层
王丽艳[8]2005年在《考虑地基作用时钢板仓结构静动力特性的有限元分析》文中进行了进一步梳理钢板筒仓作为一种向高空发展的现代特种结构,其理论分析和结构计算不同于其它一般形式的粮仓或建筑物。世界上许多国家都对其进行了大量的分析研究和实验,得到了一些基本一致的结论和计算公式,但还存在着许多不同的观点,实际使用中筒仓开裂、崩溃等事故还是不断发生。仓壁储料荷载和地基与贮仓结构相互作用是目前工程设计人员研究的主要问题。 本文认为仓内散体是服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性介质,散体与仓壁的摩擦属于Coulomb摩擦。从连续介质的角度,采用有限元Marc程序提供的边界条件高度非线性的叁维接触算法模拟散料对钢板仓壁的静力作用,克服应用Janssen公式时侧压力系数难确定的缺陷,分析大型利浦钢板仓结构应力强度和位移变形。将计算结果与应用侧压力系数的Janssen公式计算出的结果作比较,对接触算法计算结果的可靠性和实用性作了探讨。 接着针对散料结拱时拱脚处对仓壁侧压力最大和散料顶端附近受底面拱型影响极小的情况,推出仓壁的动压力近似计算公式。将该公式计算值与试验测试值以及其它理论公式计算值作比较,探讨本文公式的可靠性。然后通过Marc程序提供的定义分布机械载荷的Forcem用户子程序接口,用Fortran语言编写动态侧压力子程序,将其应用到有限元模型中,分析利浦钢板仓在动侧压力作用下仓壁的应力强度和位移变形,对该公式的可靠性和相对的正确性作了进一步分析。 另外考虑地基土的非线性,应用定义非线性应力-应变关系(Hyperla)子程序接口,用Fortran语言添加邓肯-张E-B本构模型,输入不同设防烈度地震动力,采用纽马克时间积分法求解动力方程,对地基-钢板仓结构体系进行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特点和一些规律,找出钢板仓结构地震时的薄弱点,并对该钢板仓抗震能力和安全性进行评估。 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作了简单总结,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。
王建平, 黄义[9]2005年在《我国贮仓结构抗震研究的现状及前瞻》文中指出回顾了我国贮仓结构的发展历史 ,总结了贮仓抗震研究的现状 ,并对今后贮仓抗震研究的发展方向提出了建议
刘增荣[10]1999年在《层状动力地基、贮仓结构、层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别》文中进行了进一步梳理本文进行了层状动力地基参数识别,贮仓结构参数识别,和层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别。在进行层状动力地基参数识别时首先依据实际地基土的特征建立了层状动力地基的分析模型,然后运用最小二乘识别理论,采取迭代求解和分段求解的方式,建立了基岩输入运动未知或地层动力响应数据有限条件下的层状动力地基参数的时域识别方法。所建立的方法可用于地震荷载作用下集中剪切型土体动力响应计算模型中动力系数矩阵的确定,首次从时域识别的角度为地基参数的确定提供了一种新的方式。在进行贮仓结构的参数识别时,根据贮仓结构有别于其它土木结构的特征和相关的构筑物规范与标准,建立了贮仓结构的多质点体系分析模型,并且,采取自由度凝聚的方法,解决了贮仓结构参数识别中转角自由度不易测量的问题。此外,利用贮仓结构的模态试验数据,建立了贮仓结构参数的频域识别方法,并利用贮仓结构的动力响应数据,建立了贮仓结构参数的时域识别方法。所建立的贮仓结构参数识别方法,对于使用了若干年但尚在服务年限之内的旧贮仓,可用来进行结构的损伤估计;对于新建贮仓,可用来对未来地震条件下结构响应的分析模型中的计算参数进行确定。并且,对于类似于贮仓之类的板壳结构的参数识别,亦有借鉴意义。在进行层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别时,首先建立了层状地基—贮仓结构相互作用系统的分析模型,然后分析层状地基—贮仓结构的相互作用特征,并在此基础上建立了该系统的运动方程。此后,运用非线性滤波理论,将系统中的未知参数作为增加的状态变量,建立了层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别方法。所建立的方法可用于地震载荷作用下的地基—结构相互作用系统中多质点体系的动力系数矩阵的识别问题,首次解决了土一结构这类复合系统的参数识别问题。
参考文献：
[1]. 考虑结构—地基相互作用时贮仓结构的静、动力研究[D]. 尹冠生. 西安建筑科技大学. 2002
[2]. 考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静动力研究——[Ⅰ]实验研究[J]. 黄义, 尹冠生. 应用力学学报. 2002
[3]. 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
[4]. 考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静、动力研究[Ⅱ]——有限元分析[J]. 黄义, 尹冠生. 应用力学学报. 2003
[5]. 筒仓结构—地基相互作用动力计算[D]. 马超. 长安大学. 2008
[6]. 预应力混凝土圆形筒仓有限元分析与设计方法研究[D]. 袁龙飞. 西安建筑科技大学. 2011
[7]. 地基—基础—贮仓结构相互作用系统动力特性及减震控制研究[D]. 王赞芝. 西安建筑科技大学. 2005
[8]. 考虑地基作用时钢板仓结构静动力特性的有限元分析[D]. 王丽艳. 扬州大学. 2005
[9]. 我国贮仓结构抗震研究的现状及前瞻[J]. 王建平, 黄义. 工业建筑. 2005
[10]. 层状动力地基、贮仓结构、层状地基—贮仓结构相互作用系统的参数识别[D]. 刘增荣. 西安建筑科技大学. 1999