考慮SSI的輸電塔-線體系地震反應(yīng)分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、科技進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，電力工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的支柱產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生著巨大的變化，高壓、超高壓輸電方式已成為當(dāng)今電力供應(yīng)的主要發(fā)展模式。通常認(rèn)為高壓輸電塔屬于高聳輕柔結(jié)構(gòu)，地震破壞作用較小，多由風(fēng)荷載起控制作用。但隨著輸電塔高度和檔距的增加，地震導(dǎo)致輸電塔破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。多次震害實(shí)例表明，地震時(shí)輸電塔基礎(chǔ)及所在場(chǎng)地土體出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，深入研究輸電塔、基礎(chǔ)及場(chǎng)地土體相互作用的動(dòng)力分析方法顯得尤為重

2、要。 目前，在輸電塔地震反應(yīng)分析中考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用(Soil-Structure Dynamic Interaction，SSI)的研究較少，對(duì)于建立包括下部結(jié)構(gòu)的完整有限元模型進(jìn)行地震反應(yīng)分析的研究，也很少有人涉足。本文首先給出了考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的輸電塔抗震計(jì)算完整模型，以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)、驗(yàn)算了簡化抗震計(jì)算模型，并分析了樁-土-輸電塔-線體系抗震計(jì)算時(shí)影響土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的因素。 本文主要工作分為以下

3、幾個(gè)部分： (1)提出了考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的輸電塔地震反應(yīng)分析方法。通過采用粘彈性人工邊界模擬土體邊界，用改進(jìn)的Goodman單元模擬樁-土接觸面，建立了精細(xì)的樁-土-輸電塔動(dòng)力相互作用模型(簡稱“整體模型”)。通過數(shù)值算例，在四種不同的場(chǎng)地條件下，對(duì)樁-土-輸電塔體系在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行分析，并與不考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得出了一些有意義的結(jié)論。 (2)提出了考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動(dòng)

4、力相互作用的輸電塔-線體系簡化抗震計(jì)算模型。采用附加質(zhì)量法對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行簡化，用改進(jìn)的集中質(zhì)量模型來模擬輸電塔下部結(jié)構(gòu)，建立了樁-土-輸電塔-線體系簡化抗震計(jì)算模型(簡稱“簡化模型”)并與已建立的整體模型進(jìn)行比較。通過數(shù)值分析，在三類不同的場(chǎng)地條件下，分別對(duì)整體模型和簡化模型進(jìn)行了地震反應(yīng)分析和對(duì)比。驗(yàn)證了用簡化模型代替整體模型進(jìn)行抗震計(jì)算是可行的。 (3)采用已建立的簡化模型，考慮并分析了樁-土-輸電塔-線體系中土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作