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)濟的迅速發(fā)展、科技進步和環(huán)保意識的增強，電力工業(yè)作為經(jīng)濟建設(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今電力供應(yīng)的主要發(fā)展模式。通常認為高壓輸電塔屬于高聳輕柔結(jié)構(gòu)，地震破壞作用較小，多由風荷載起控制作用。但隨著輸電塔高度和檔距的增加，地震導致輸電塔破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。多次震害實例表明，地震時輸電塔基礎(chǔ)及所在場地土體出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象比較嚴重，深入研究輸電塔、基礎(chǔ)及場地土體相互作用的動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)動力相互作用(Soil-Structure Dynamic Interaction，SSI)的研究較少，對于建立包括下部結(jié)構(gòu)的完整有限元模型進行地震反應(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)動力相互作用的輸電塔抗震計算完整模型，以此為基礎(chǔ)推導、驗算了簡化抗震計算模型，并分析了樁-土-輸電塔-線體系抗震計算時影響土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的因素。 本文主要工作分為以下

3、幾個部分： (1)提出了考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動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，用改進的Goodman單元模擬樁-土接觸面，建立了精細的樁-土-輸電塔動力相互作用模型(簡稱“整體模型”)。通過數(shù)值算例，在四種不同的場地條件下，對樁-土-輸電塔體系在地震作用下的動力反應(yīng)進行分析，并與不考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的計算結(jié)果進行了對比，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

4、力相互作用的輸電塔-線體系簡化抗震計算模型。采用附加質(zhì)量法對導線進行簡化，用改進的集中質(zhì)量模型來模擬輸電塔下部結(jié)構(gòu)，建立了樁-土-輸電塔-線體系簡化抗震計算模型(簡稱“簡化模型”)并與已建立的整體模型進行比較。通過數(shù)值分析，在三類不同的場地條件下，分別對整體模型和簡化模型進行了地震反應(yīng)分析和對比。驗證了用簡化模型代替整體模型進行抗震計算是可行的。 (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)動力相互作