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柱承式筒倉結構在接連二次地震作用下的動力響應和抗震性能研究

發布時間:2020-12-15 11:56
  為了研究二次地震作用對關系到國家糧食安全儲存的筒倉結構的抗震性能的影響,本文利用ANSYS非線性有限元時程分析程序,對柱承式筒倉結構分別進行一次和接連兩次地震作用下的彈塑性時程分析,研究不同強度的二次地震作用對筒倉結構的影響程度,比較分析柱承式筒倉結構在一次和接連兩次地震作用下的響應特點和抗震性能。計算分析結果表明:一次地震作用下,柱頂和柱底出現嚴重薄弱部位,環梁和倉壁損傷較小;二次地震作用后結構剛度明顯降低,累積損傷明顯增加,抗震能力明顯降低。分析結果對筒倉這種特種結構在主余震作用下的抗震性能的系統性、規律性認識具有重要的借鑒意義,可為地震區筒倉結構的抗震設計和一次地震作用下已損傷的筒倉結構是否需要維修加固提供更可靠的科學依據。 

【文章來源】:地震工程與工程振動. 2020年04期 北大核心

【文章頁數】:8 頁

【部分圖文】:

柱承式筒倉結構在接連二次地震作用下的動力響應和抗震性能研究


柱承式筒倉結構有限元模型

加速度,振動頻率,地震作用,剛度


由表4和圖6可以得知,對于滿倉工況,當地震加速度由0.15 g增加到0.2 g時,結構剛度降低21.6%,結構產生損傷。 當進一步遭受加速度峰值為0.1 g的二次地震作用時,剛度又進一步明顯下降,下降幅度達到27.6%,這表明二次地震作用對結構造成了嚴重的破壞和損傷,抗震性能明顯降低。表4 不同地震加速度下結構(滿倉)振動頻率Table 4 Vibration frequencies of structure with different earthquake accelerations 地震加載 地震加速度(g) 0.05 0.1 0.15 0.2 一次地震Ⅰ 1.715 1.672 1.627 1.276 二次地震Ⅱ - 0.924 - 0.787

狀態圖,地震作用,放大系數,加速度


從圖7可以看出,在一次地震后如果筒倉結構繼續遭受二次地震作用,筒倉結構柱底、柱頂和環梁的應變明顯增加。同時,根據圖7(d)可以看出,結構的薄弱部位在柱頂和柱底,其應變相對于環梁明顯增加,增加幅度最大,在進行抗震設計時,需要進行加強措施。根據圖7(b)可以得知,二次地震作用后相對于一次地震作用,柱底應變增加了66.7%,結構發生明顯的塑性破壞。所以,對于柱承式筒倉結構,二次地震作用不容忽視。圖8為滿倉狀態下,在一次和接連二次地震作用下筒倉結構不同高度處的加速度放大系數。由圖8可以看出: (1)加速度放大系數沿筒倉在柱底以下高度(0~6 m),加速度放大系數逐漸增大,且變化幅度較大,到達柱頂高度6 m處,基本趨于穩定,在柱頂到倉頂之間(6~12 m),動力放大系數雖呈增大趨勢,但變化微小,倉頂最大。這表明倉頂有一定程度的鞭鞘效應,柱頂以上的倉壁抗側移剛度分布均勻。(2)由表5可以看出,隨著二次地震動峰值加速度的增加,在同一筒倉高度處,動力放大系數逐漸增大,但增加的不明顯。當峰值加速度增加到0.3 g時,峰值加速度為0.1 g的二次地震作用相對于0.3 g的一次地震作用,不同筒倉高度處的動力放大系數β突然明顯增大,這表明結構度產生了損傷,進入非線性受力狀態,結構抗震性能明顯減弱,柱頂會發生明顯的破壞現象。

【參考文獻】:
期刊論文
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碩士論文
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[3]卸料下筒倉側壓力的數值模擬研究[D]. 張曼.河南工業大學 2014
[4]鋼筒倉靜動態散料壓力的數值模擬[D]. 楊鴻.浙江大學 2010



本文編號:2918225

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