地震作用下高聳進(jìn)水塔動力穩(wěn)定性研究.pdf

1、進(jìn)水塔是引水和泄水系統(tǒng)最前端建筑物，是水利樞紐工程宣泄洪水的安全通道。它的安全對整個引水、泄水系統(tǒng)甚至大壩的安全起著舉足輕重的作用。進(jìn)水塔（尤其是大型進(jìn)水塔）在動荷載作用下的安全性研究是非常必要的。進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，截面變化部位較多，受力情況及邊界條件非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方法難以反映結(jié)構(gòu)體型、外圍水壓力等多種因素對進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)性能的影響，因此采用有限元法對強(qiáng)震作用下的進(jìn)水塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)分析是十分必要的。進(jìn)水塔的穩(wěn)定與否關(guān)系到

2、泄水建筑物乃至整個樞紐的安全，因而對進(jìn)水塔的整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析和研究是十分必要的。
　　本文在考慮地震作用下的塔體與地基的動力相互作用的基礎(chǔ)上采用了兩種地震動輸入方式，即無質(zhì)量地基均勻輸入和考慮輻射阻尼效應(yīng)的粘彈性人工邊界輸入方式。同時考慮塔體與地基接觸面之間的動力非線性作用，分別建立了四種有限元模型，對其進(jìn)行地震時程響應(yīng)分析。并在考慮往復(fù)地震力作用下塔體的實(shí)際響應(yīng)過程基礎(chǔ)上，利用自編程序計(jì)算進(jìn)水塔動態(tài)抗滑、抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)并繪

3、出時程曲線，據(jù)此評價進(jìn)水塔的抗震性能和整體穩(wěn)定性。本文以羊曲水電站進(jìn)水塔為研究對象進(jìn)行分析，結(jié)果表明：（1）與無質(zhì)量地基均勻輸入條件相比，考慮輻射阻尼效應(yīng)的粘彈性人工邊界條件下塔體動力響應(yīng)極值減小了20％左右，說明無質(zhì)量地基均勻輸入方法在一定程度上放大了塔體的地震動力反應(yīng)，其計(jì)算結(jié)果是偏保守的；地震動能量向遠(yuǎn)域地基逸散的輻射阻尼效應(yīng)對塔體的動力反應(yīng)有重要影響，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析時考慮地基輻射阻尼效應(yīng)是很有必要的。（2）進(jìn)水塔各種計(jì)算