基于三維設計平臺的輸水結構隨機地震破壞風險分析.pdf

1、地震作用下輸水結構的破壞現象時有發(fā)生,從而導致輸水系統(tǒng)的癱瘓,這不僅嚴重影響人們的生產生活秩序,還會造成重大的次生災害。輸水結構作為一種長距離結構,尤其是多跨多地面支撐點結構,地震動荷載的空間變化特性(行波效應、空間相干效應)對結構帶來的影響不容忽視;而地震荷載強烈的隨機性,使得常用的確定性分析方法往往造成結果的片面性。因此,在輸水結構的動響應分析過程中,必須要考慮地震動的空間變化特性和隨機性。
　　本文以輸水結構中的簡支渡槽為例

2、,基于三維CAD/CAE集成技術建立渡槽有限元分析模型,通過研究多跨渡槽在多點多維輸入方式下的響應規(guī)律以及隨機地震荷載作用下渡槽結構的結構抗震性能,對渡槽結構進行隨機地震破壞風險性分析,并對未來渡槽結構抗震設計方法進行了初步探討。本文主要工作包括下面幾個方面:
　　1.利用現有的CAD/CAE集成技術,基于三維設計平臺快速建立渡槽結構的通用三維分析模型。
　　2.對現有的隨機地震動模型及人工地震動場模擬的相關理論和方法進行介

3、紹,選取規(guī)范反應譜轉化功率譜的方法及 Hao相干函數,研究具有空間變化效應的人工隨機地震動場生成方法。
　　3.生成具有空間變化特性的隨機地震動場,采用多點多維的地震動輸入方式,基于混凝土塑性損傷模型,對多跨渡槽結構進行動力時程響應分析,并對比一致激勵下的結果,研究地震動的空間相干效應對渡槽結構的動響應影響,包括各跨動響應及跨間相互作用。研究表明,地震動的空間效應能夠增強渡槽跨間相互作用和結構動響應,使結構損傷更加嚴重。
　

4、　4.以隨機振動理論為基礎,分析不同輸入方式下結構在隨機地震作用下的響應規(guī)律,并基于首次穿越理論,對渡槽結構系統(tǒng)進行動力可靠性評價,研究渡槽結構的抗震性能。對比分析表明,考慮地震動空間效應后,渡槽結構在隨機地震作用下響應增強,其抗震可靠度明顯下降。
　　5.結合渡槽結構在地震作用下的響應、破壞規(guī)律,引入軟件工程中的構件式設計理念,對未來的渡槽工程三維構件式抗震設計方法進行研究,初步探索基于CAD/CAE集成技術和構件式建模思想的輸