向家壩升船機(jī)塔柱抗震性能研究.pdf

1、向家壩垂直升船機(jī)提升重量為5700t，在國內(nèi)僅次于三峽；提升高度114.2m，居世界之首。升船機(jī)的承載主體結(jié)構(gòu)為塔柱結(jié)構(gòu)，是升船機(jī)中最重要、最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。單個(gè)塔柱長54.0m，寬14.35m，壁厚1.00m，高150.0m。 該塔柱結(jié)構(gòu)高度大，地震危害大，建筑物的抗震分析是安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。在國內(nèi)對(duì)大型塔柱的研究較少。本文運(yùn)用簡化模型進(jìn)行譜分析和時(shí)程分析，粗略估算升船機(jī)塔柱的動(dòng)力響應(yīng)。并建立有限元模型進(jìn)行靜力、標(biāo)準(zhǔn)譜分析和時(shí)程

2、分析，對(duì)該塔柱的靜力特性、動(dòng)力響應(yīng)和抗震特性進(jìn)行了研究。 通過分析比較后我們可得到以下的結(jié)論： (1)在水平風(fēng)荷載或地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)在橫河方向的位移要大于順河方向，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的橫河向剛度小于順河向，變形以橫河向?yàn)橹鳌?(2)將塔柱簡化為兩種“糖葫蘆”串類型的有限自由度剛架體系計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)譜分析最大位移為14.2cm；最大位移差為1.62cm；最大壓應(yīng)力為15.14Mpa；最大拉應(yīng)力為2.05Mpa；時(shí)程分析最大位

3、移為14.75cm；最大位移差為2.23cm；最大壓應(yīng)力為13.35Mpa；最大拉應(yīng)力為2.99Mpa；此方法可粗略估算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，方法簡單、可行。所得結(jié)果可作為有限元計(jì)算的參考。 (3)有限元靜力分析結(jié)論：塔柱頂部位移最大，為12.4cm；塔柱間最大位移差為4cm。但塔柱的危險(xiǎn)部位在高程292.5m截面剛度突變處以及塔柱根部與底板相接處。 (4)有限元標(biāo)準(zhǔn)譜分析結(jié)論：各種振型周期相差較大，可以不考慮各振型間的扭轉(zhuǎn)耦

4、合。基本振型為橫河向振型，兩塔柱運(yùn)動(dòng)基本同步。靜動(dòng)疊加最大位移為28.7cm；最大位移差為6cm；最大壓應(yīng)力為13.2Mpa；最大拉應(yīng)力2.47Mpa。 (5)對(duì)塔柱進(jìn)行時(shí)程分析以補(bǔ)充反應(yīng)譜計(jì)算的不足是十分有必要的，實(shí)測(cè)地震波的響應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)譜作用的響應(yīng)要大。最大位移為51cm；最大位移差為7cm；最大壓應(yīng)力為18Mpa；最大拉應(yīng)力為3.24Mpa。 (6)該結(jié)構(gòu)的有限元標(biāo)準(zhǔn)譜分析和時(shí)程分析結(jié)果相近。簡化結(jié)構(gòu)分析結(jié)果與有限元