背景分量与共振分量组合法、GLF法及GBJ法算例对比分析

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结构动力学习题解答

结构动力学习题解答
̇̇ = hδ ( t ) ; θ 0
然后积分求初始速度
̇̇ d t = θ̇0 = θ 0
0+ 0+ 0+

0
∫ hδ ( t ) d t = h ∫ δ ( t ) d t = h
0 0 0+

再积分求初位移
̇̇ d t == h )d t = 0 ; θ0 = θ 0
0+

0

0
̇̇ 、 θ̇ 和 θ 的瞬态响应 这样方程(6)的解就是系统对于初始条件 θ 0 0 0
1.6 求图 1-35 所示系统的固有频率。图中磙子半径为 R,质量为 M,作纯滚动。弹簧刚度 为K 。 解:磙子作平面运动, 其动能 T=T 平动 +T 转动 。
K R M 图 1-35 x
T平动 = T转动
1 ̇2; Mx 2 2 2 ̇ ⎞ 1 ⎛ MR 2 ⎞ ⎛ x ̇⎞ 1 ⎛x = I⎜ ⎟ = ⎜ ⎟⎜ ⎟ ; 2 ⎝R⎠ 2 ⎝ 2 ⎠⎝ R ⎠
U= r 2 1 1 1 1⎛ K A ϕ A 2 + K B ϕ B 2 = K Aϕ A 2 + K B ϕ B 2 = ⎜ K A + K B A 2 2 2 2 2⎜ rB ⎝
(
)
⎞ 2 ⎟ϕ ; ⎟ A ⎠
系统的机械能为
T +U = r 2 1 1⎛ ̇ A2 + ⎜ K A + K B A (m A + m B )rA 2ϕ 4 2⎜ rB 2 ⎝
d (T + U ) = 0 ,进一步得到系 dt
统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 1.2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法和步骤。 用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个:衰减曲线法和共振法。 方法一:衰减曲线法。 求解步骤: (1)利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线,并测得周期和相邻波峰和波谷 的幅值 Ai 、 Ai +1 。 (2)由对数衰减率定义 δ = ln(

高层建筑风荷载

高层建筑风荷载

高层建筑风荷载摘要:文章主要介绍了风荷载对高层建筑的作用,关于风荷载研究的一些方法,并用我做过的中铁物流大厦的风洞试验为例说明风洞实验的研究方法。

阐述了一些结构等效靜力风荷载的计算方法以及抗风设计中应值得继续研究的问题。

关键字:高层建筑,抗风,风洞试验,等效静力风荷载,问題1.引言风是从高气压吹向低气压的一种气流。

高层建筑是在特殊地区和时间下,为了满足社会和经济的需求而建造的,其独特性和各自特异的风格,增加了城市景观,吸引了大量的旅游观光者。

而更具有实用意义的是满足了城市口益增长的工作、生活空间的需求。

但任何建筑高度的增加必将会增加风荷载的力度。

风荷载是各类建筑物的主要侧向荷载之一,对于高、大、细、长等柔性结构而言,风荷载是起主要作用的,且时常超过地震作用而成为决定性荷载,复杂的动力风效应影响是结构设计的控制因素之一。

灾害性台风可能导致结构主依开裂或损坏;长时间持续的风致振动则可能便结构某些部位如节点、支座等产生疲劳与损伤,危及结构安全。

随着新技术、新材料、新工艺、新型式、新设计方法的应用,工程结构也朝着长大化、高耸化、复杂化、柔性化、小阻尼方向发展,这使得其固有频率越来越接近强风的卓越频率,对风的敏感性越来越强。

因此重大的高耸柔性结构在风荷载作用卜的动力效应特性研究也受到学术界和工程界的极大关注和重视。

2.风荷载的分类风对高层建筑是一种持续时间较长的随机荷载。

风对结构物的作用,使结构产生震动,其原因主要有:(1)有与风向一致的风力作用,它包括平均风和脉动风,其中脈动风要引起结构物的顺风向振动,这种形式的振动在一般工程结构中都要考虑;(2)结构物背后的漩涡引起结构物的横风向的振动;(3)由别的建筑物尾流中的气流引起的振动。

2. 1顺风向荷载《建筑结构荷载规》(GB50009-2012)明确给出了高层建筑顺风向等效荷载的计算方法,著名学者A. G. Davenport在60年代建立了基于抖振理论的结构顺风向风荷载计算模型,成为风工程研究及各国制定风荷载规的基础。

09硕士研究生《现代电力系统分析》期末复习材料

09硕士研究生《现代电力系统分析》期末复习材料

(1)电力系统潮流计算的目的是什么?电力系统潮流计算是对电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。

潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。

潮流计算既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据,又是电力系统静态及暂态稳定计算的基础。

(2)在进行电力系统分析时,控制变量和状态变量含义是什么?如何划分控制变量和状态变量?控制变量是指可通过人为方式进行调节,从而改变电力系统运行状态的量;状态变量是指表征电力系统运行状态的量。

控制变量包括除平衡节点外其他发电机节点的有功功率、各发电机节点的电压幅值及各调压变压器的变比,通常用u 表示;状态变量包括除发电机节点外其他节点的电压幅值以及除平衡节点外其他节点的电压相位,通常用x 表示。

(3)电力系统潮流中有功功率、无功功率的控制是如何实现的?有功功率控制:电力系统负荷的变化会引起电力系统频率的变化,系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器,有可调容量的机组的调速器均将反应系统频率的变化,按各自的静态调节特性,及时调节各发电机的出力(通过调节原动机动力元素—蒸汽或水等输入量),改变机组的出力,使有功功率重新达到平衡;同时,还可通过发电机组调速器的转速整定元件来实现有功功率的控制。

?无功功率控制:调节发电机的励磁电流可改变发电机发出的无功功率,同时,并联电容、同步调相机和静止补偿器等无功功率补偿设备,也可实现无功功率的调节。

(4)电力系统有功功率与频率是什么关系? 互联成网的电力系统在稳定运行方式下具有同一频率,当系统中出现功率不平衡时,如有功功率电源不足或负荷增大时,将会引起系统频率的下降;反之,将造成系统频率过高。

频率过高或过低都会对电力系统造成不良影响,可通过调节发电机组的有功出力及转速整定元件调节系统频率,保证系统频率偏移在规定范围以内。

等效风荷载计算方法

等效风荷载计算方法

等效静力风荷载的物理意义从风洞试验获取屋面风荷载气动力信息,到得到结构的风振响应整个过程来看,计算过程中涉及到风洞试验和随机振动分析等复杂过程,不易为工程设计人员所掌握,因此迫切需要研究简便的建筑结构抗风设计方法。

等效静力风荷载理论就是在这一背景下提出的。

其基本思想是将脉动风的动力效应以其等效的静力形式表达出来,从而将复杂的动力分析问题转化为易于被设计人员所接受的静力分析问题。

等效静力风荷载是联系风工程研究和结构设计的纽带[3],是结构抗风设计理论的核心内容,近年来一直是结构风工程师研究的热点之一。

等效静力风荷载的物理意义可以用单自由度体系的简谐振动来说明[45, 108]。

图1.3 气动力作用下的单自由度体系对如图1.3的单自由度体系,在气动力()P t 作用下的振动方程为:()mx cx kx P t ++= (1.4.1)考虑粘滞阻尼系统,则振动方程可简化为:()()()200222P t x f x f x mξππ++=(1.4.2)式中0f =为该系统的自振频率,ξ=为振动系统的临界阻尼比。

假设气动力为频率为f 的简谐荷载,即()20i ft P t F e π=,那么其稳态响应为:()()()2020012i ft F kx t e f f i f f πξ=-+⋅ (1.4.3)进一步化简有:()()2i ft x t Ae πψ-= (1.4.4)其中A =,()0202arctan1f f f f ξψ=-,A 为振幅,ψ为气动力和位移响应之间的相位角。

现在假设该系统在某静力F 作用下产生幅值为A 的静力响应,那么该静力应该为:F kA ==(1.4.5)如果不考虑相位关系,静力F 与简谐气动力()P t 将产生一致的幅值响应,则这两种荷载之间存在一种“等效”的关系,那么F 可以称为()P t 的“等效静力风荷载”。

从上面这个简单的实例可以很清楚的体会到,所谓等效静力风荷载是指这样一种静力荷载,当把它作用于结构上时,其在结构上产生的静力响应(不仅指代位移响应,也包括内力响应等)与外加气动力荷载产生的动力响应最大幅值是完全相等的。

《电力系统分析》第8章习题答案

《电力系统分析》第8章习题答案


j
900
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢0.494e
j 2550
⎥ ⎥
1 ⎥⎦⎢⎣2e j1350 ⎥⎦
⎢⎣0.195e
j1350
⎥ ⎦
8-13 试画出图 8-62 所示电力系统 k 点发生接地短路时的正序、负序和零序等值网络。
图 8-62 习题 8-13 附图
解:正序、负序、零序等值网络见下图 a)、b)、c)。
(3)k 点发生 a、c 两相接地短路时
Ib1
=
j( X 1∑
E1Σ
=
+ X 2∑ // X 0∑ )
j1 j(0.202 + 0.214 // 0.104)
= 3.677
Ib2
=

X 0∑ X2∑ + X0∑
Ib1
=

0.104 0.214 + 0.104
× 3.677
=
−1.203
Ib0
=

X 2∑ X2∑ + X0∑
Ib1
=
− 0.214 × 3.677 0.214 + 0.104
=
−2.474
U b1 = U b2 = U b0 = − jX 2∑ Ib2 = − j0.214 × (−1.203) = j0.257
Ib = 0
Ic = a 2 Ib1 + aIb2 + Ib0 = e j240° × 3.677 − e j120° ×1.203 − 2.474 = 5.624e− j131.29° Ia = aIb1 + a2 Ib2 + Ib0 = e j120° × 3.677 − e j240° ×1.203 − 2.474 = 5.624e j131.29° Ub = 3Ub1 = 3× j0.257 = j0.771 U a = U c = 0

风荷载计算软件方法与要求规范方法进行比较

风荷载计算软件方法与要求规范方法进行比较

风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。

风荷载也称风的动压力,是空气流动对工程结构所产生的压力。

风荷载与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度,及建筑体型等诸因素有关。

中国的地理位置和气候条件造成的大风为:夏季东南沿海多台风,内陆多雷暴及雹线大风;冬季北部地区多寒潮大风。

其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。

台风造成的风灾事故较多,影响范围也较大。

雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。

一《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中所规定的顺风向风荷载的具体计算1 顺风向风荷载2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化,仍然采用平均风压乘以风振0ωμμβωκz s z = (1)其中: k ω— 风荷载标准值(kN/m 2); z β— 高度z 处的风振系数;s μ— 风荷载体型系数;z μ— 风压高度变化系数; 0ω— 基本风压。

如果不考虑结构在风荷载作用下的动力响应,则由平均风压引起的静荷载取决于体型系数、风压高度变化系数及基本风压这三项因素,下面讨论顺风向作用下的静荷载计算:1.1 基本风压中国规定的基本风压w 0 以一般空旷平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平均的最大风速为标准,按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年,高层建筑和高耸结构为50年,特别重要的结构为100年),统计得最大风速v (即年最大风速分布的96.67%分位值,并按w 0=ρv 2/2确定。

式中ρ为空气质量密度;v 为风速)。

根据统计,认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压,统计分布可按极值I 型考虑。

基本风压因地而异,在中国的分布情况是:台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区,由台风造成。

东北、华北、西北的北部是风压次大区,主要与强冷气活动相联系。

青藏高原为风压较大区,主要由海拔高度较高所造成。

其他内陆地区风压都较小。

风速风速随时间不断变化,在一定的时距Δt 内将风速分解为两部分:一部分是平均风速的稳定部分;另一部分是指风速的脉动部分。

电法勘探总复习(二)

电法勘探总复习(二)

电法勘探总复习(二)1、主动源及被动源电法勘探方法的常用方法。

主动电源勘探方法:电阻率法、激发极化法、充电法、电磁法被动电源勘探方法:自然电场法、大地电磁探测法、甚低频电磁法2、岩(矿)石电磁性质。

岩矿石的导电性、岩矿石的介电性、岩矿石的自然介极化性、岩矿石的激发极化性、压电性和震电性。

3、影响岩(矿)石电阻率的主要因素。

(1)电阻值①成分和结构岩、矿石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量。

沿层理方向的电阻率ρt小于垂直于层理方向的ρn电阻率。

②所含水分岩石电阻率ρ随ρ水成正比关系变化,同时与湿度ω成反变关系③温度电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而上升;离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低。

④压力在压力极限内,压力大使孔隙中的水挤出来,则ρ变大;压力超出岩石破坏极限,则岩石破裂使ρ降低。

(2)极化率影响因素:充放电时间;岩矿石的成分、含量、结构及含水性极化率主要决定于所含电子导体矿物体积百分含量ξ及其结构。

导电矿物的颗粒度:导电颗粒越细小η越大;导电矿物的排列:定向排列或序列,η越大;导电矿物的致密程度:矿化岩石越致密,η值越大。

4、瞬变电磁剖面测量装置类型。

同点装置、偶极装置、大回线源装置5、瞬变电磁场状态的基本参数。

6、瞬变电磁法中常用的剖面测量装置。

同点装置、偶极装置和大回线源装置。

7、瞬变电磁法中常用的测深装置。

电偶源、磁偶源、线源和中心回线8、介质相对介电常数εr一般特点。

大多数造岩矿物均很小,且变化范围不大,金属矿物一般有较大的纯水的最大9、激电测深法中常用的装置类型。

对称四极装置,等比装置和固定点源装置。

10、激电剖面法常用的装置类型。

中间梯度装置、偶极装置、近场源装置和联合剖面装置。

11、交流激电法的主要观测参数。

视频散率、视频散电阻率、视频散电导率。

12、直流激电法的主要观测参数。

视极化率、视激电电阻率、视激电电导率。

13、电阻率剖面法的装置类型。

装置:二极,三极装置,联合剖面装置,对称四极装置,中间梯度装置,偶极装置14、电阻率法的主要的装备。

谱分析——精选推荐

谱分析——精选推荐

ANSYS谱分析的概念、过程及关键点解析【ZZ】谱是谱值和频率的关系曲线,反映了时间-历程载荷的强度和频率之间的关系。

响应谱代表系统对一个时间-历程载荷函数的响应,是一个响应和频率的关系曲线。

谱分析是一种将模态分析结果和已知谱联系起来的计算结构响应的分析方法,主要用于确定结构对随机载荷或随时间变化载荷的动力响应。

谱分析可分为时间-历程分析和频域的谱分析。

时间-历程谱分析主要应用瞬态动力学分析。

谱分析可以代替费时的时间-历程分析,主要用于确定结构对随机载荷或时间变化载荷(地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等)的动力响应情况。

谱分析的主要应用包括核电站(建筑和部件),机载电子设备(飞机/导弹),宇宙飞船部件、飞机构件,任何承受地震或其他不规则载荷的结构或构件,建筑框架和桥梁等。

功率谱密度(Power Spectrum Density):是结构在随机动态载荷激励下响应的统计结果,是一条功率谱密度值-频率值的关系曲线,其中PSD可以是位移PSD、速度PSD、加速度PSD、力PSD等形式。

数学上,PSD-频率关系曲线下面的面积就是方差,即响应标准偏差的平方值。

ANSYS谱分析分为3种类型:*响应谱分析(SPRS OR MPRS)ANSYS响应谱分为单点响应谱和多点响应谱,前者指在模型的一个点集(不局限于一个点)定义一条响应谱;后者指在模型的多个点集定义多条响应谱。

* 动力设计分析(DDAM)动力分析设计是一种用于分析船舶装备抗震性的技术*随机振动分析(PSD)随机振动分析主要用于确定结构在具有随机性质的载荷作用下的响应。

与响应谱分析类似,随机振动分析也可以是单点的或多点的。

在单点随机振动分析时,要求在结构的一个点集上指定一个PSD;在多点随机振动分析时,则要求在模型的不同点集上指定不同的PSD。

一单点响应谱分析基本步骤(1)建立模型(2)求得模态解(3)求得谱解(4)扩展模态(5)合并模态(6)观察结果1.模型的建立*只允许线性行为,任何非线性特性均作为线性处理,即非线性行为无效;*一定要定义弹性模量EX和密度DENS2.计算模态解结构的固有频率和模态振型是谱分析所必须的数据,在进行谱分析求解前需要先计算模态解。

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风环 境 和 建筑 的结 构情 况 有 很 大 的关 系 。 本 文 的基 本 假定 : ( 1 )准定 常和 片 条 理论 均 有 效 , 迎 风 面 和 背风
向等效 风荷 载和 响应 以及 其他 结构 的抖 振等 效 风荷
载 和 响应 。 由于该 方 法采 用 的阵 风 因子 实 质上 只是
4 5 0 0 5 3 ,C h i n a )
Abs t r a c t : Th i s p a p e r ma i nl y c o mp a r e s t he c o mb i na t i o n me t ho d o f t h e b a c k g r o u n d c o mp o ne n t s a n d t h e
实 际可 能发 生 的最 不 利等效 风荷 载分 布 。
本 文 的主要 内容 是将 背景 分量 与共 振分 量 组合 法与 G L F 法、 G B J 法进 行 对 比, 从 而得 到顺 风 向风 致 响应 的最 优 简化方 法 。
1 基 本 假 定
高层 建筑顺 风 向风 致振 动 响应 与建筑 物所 处 的

阶 位 移 阵 风 响应 系 数 ; 惯 性 风荷 载法 认 为 等 效
风 荷 载等 于 产 生位 移 与 实 际位 移 相 同 的惯 性 力 , 这
就 意味 着该方 法 给 出的共 振效 应风 荷载 和 响应 与实
面 的压 力完 全相 关 , 结 构 为线性 。 ( 2 )均匀 矩 形 建 筑 , 其 宽 度 和 阻力 系 数 沿建 筑
B ( z ) =B , C D ( z ) =
( 1 - 1 )
2 2 0 1 3粮 食流 遴 接 术 1 1
t he wi n d i nd u c e d r e s p o n s e i n a l o n g wi n d.
Ke y wo r d s : t h e c o mb i n a t i o n me t h o d o f t h e b a c k g r o u n d c o mp o n e n t s a n d t h e r e s o n a n t c o mp o n e n t s ; GL F
工 程设 计
背景分量与共振分量组合法 、G L F 法及 G B J 法 算例对比分析
石延 奎 ,蒋 伟
( 国家粮 食储 备局 郑 州科 学研 究设计 院 ,郑 州

4 5 0 0 5 3 )
要 :本 文主要 将 背景 分 量与 共振 分量 组合 法与 G L F法 、G B J 法进行 对 比 ,从 而得 到顺 风 向风致 响
me t h o d a nd G BJ me t h o d c a l c uI a t i o ns’ c o m pa r a t i v e a n a l y s i s
S h i Ya n k u i .J i a n g We i
( Z h e n g z h o u S c i e n c e Re s e a r c h & De s i g n I n s t i t u t e S t a t e Ad mi n i s t r a t i o n o f G r a i n Re s e r v e .Z h e n g z h o u
低 矮建 筑 等效 风荷 载估 算 的 “ 荷 载 响应 相关 法 ”
( L RC 法) , 利 用 荷 载 和相 应 之 间 的相 关 函数来 确 定
均、 背景 和共 振三 个部 分 , 背 景 响应相 当于脉 动风 产 生 的静力 作用 , 属 于准 静态 响应 , 并且 随着响应 类 型
变化 。 目前分 析等 效风荷 载 的方 法有 : 阵 风荷 载 因子 法( G L F 法) 、 惯 性 风荷 载 法 ( G B J 法) 、 荷 载 响应 相关 法( L R C法 ) 。 其 中 阵风荷 载 因子法 具有 概念 简 单 、 方 便 应 用 的优 点 , 并 已被 目前世 界 上 几乎 所 有 主要 国 家 的规 范 和教 科 书等 采 用 , 用 来 确定 高 层 建 筑顺 风
me t h o d ;GB J me t h o d
中图分 类号 : T U 3 5 2 . 2 T U 2 4 1 . 8 文 献标 识码 : B 文章 编号 : 1 0 0 7—3 5 8 2 ( 2 0 1 3 ) 0 2 —0 0 1 1 —0 3
高层 建筑 顺风 向风 荷 载及 风致 响应 可 以分 为平
高 度均 为 常数 :
际值 是 相 同 的 ] 。 K a s p e r s k i 和N i e m a n n 提 出 了 用 于
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 l 一 3 0 作者 简介 : 石延奎 ( 1 9 8 3 一 ) , 男, 助理工 程师 ; 专业方 向为 工程设计。
应 的 最优 简化 方法 。
关 键词 :背景分 量与共振 分量 的组合 法 ;G L F 法 ;G B J 法
The c om bi nat i on m e t hod of bac kgr ound c om pone nt s r e s onant c om ponent s、 t he G LF
r e s o n a n t c o mp o n e n t s t o t h e GL F me t h o d a n d GB J me t h o d , c o n s e q u e n t l y o b t a i n o p t i ma l s i mp l i i f e d me t h o d o f
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