新抗震规范对进水塔结构抗震安全评价的影响研究
发布时间：2021-03-06 12:25
我国西部地区水能资源丰沛,但强震频发,进水塔作为水电工程枢纽中泄水和供水系统的首部建筑物,若在地震中发生损毁,将严重影响电站的正常运行,甚至威胁整个工程枢纽的安全,因此水电工程进水塔的抗震安全一直是我们研究的重点和难点。我国经过长期的积累和汶川大地震的启示,对地震动的运动特性和地震过程中水工结构的破坏机理、破坏模式等有了更深的认识,对《DL 5073-2000水工建筑物抗震设计规范》（旧规范）进行了修订,2015年颁发了《NB 35047-2015水电工程水工建筑物抗震设计规范》（新规范）,新规范对于进水塔的抗震安全评价做了较大调整,探讨新、旧规范对已建和在建进水塔的抗震安全评价的影响程度,是我们设计和研究者都十分关切、亟待开展工作的重要课题。论文探讨了水工结构抗震新、旧规范对进水塔结构的抗震安全评价的影响。首先利用反应谱理论的总输入能公式,结合有限元数值分析,讨论了进水塔的动力特性、场地条件和设计反应谱特征参数对总输入能的影响;其次采用振型分解反应谱法,讨论了反应谱下降段指数、场地特征周期、阻尼比和混凝土动态弹性模量以及基岩变形模量的变化对进水塔位移和应力响应的影响,并且基于新旧规范...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地震带分布图（引自http://www.onegreen.net/maps/HTML/37135.html）
建立其有限元模型，如图3-1 和 3-2 所示。图 3-1 为导流泄洪放空洞进水塔三维整体有限元模型，网格划分后单元总数 140761 个，结点总数 129446 个，坐标系的 x 轴代表顺水流向，指向下游为正，y 轴为垂直水流向，指向左岸为正，z 轴为竖向，向上为正。图 3-2 为进水塔不包括地基基础的有限元模型和 1/2 有限元模型。用 ANSYS 有限元软件模拟时，塔体、围岩地基和回填混凝土使用六面体实体单元离散，连系梁采用梁单元离散，地震时塔内外水体产生的动水压力以附加质量的形式用质量单元考虑。考虑进水塔塔体与地基的动力相互作用对进水塔的地震反应分析结果产生一定影响，有限元模型的地基深度、上下游侧和左右侧均取 1 倍建筑物高度。地基前后、左右边界分别按法向链杆约束
（a）进水塔整体结构 （b）进水塔内部结构图 3-2 进水塔塔体有限元模型Figure3-2 Finite Element Model of Intake Tower Body表 3-1 混凝土和地基岩体主要力学参数Table3-1 Main Mechanical Parameters of Concrete and Foundation Rock材料质量密度ρ/(kg/m3)弹性/变形模量E/GPa泊松比μ静态抗压强度标准值 fck静态抗拉强度标准值 fck允许承载力 RC25 砼 2500 28 0.167 16.7 1.78 /岩体 2370 2.0 0.28 20.5 / 2.25.2 基于反应谱理论的进水塔总输入能研究.2.1 进水塔动力特性和场地条件震源辐射的地震波传播至地表时，引起地面运动，地面运动携带的能量激发通过进水底部向上传输，从而引起进水塔的震动，导致进水塔结构发生不同程度的破坏。地面运输入给结构的能量即总输入能，文献[76-79]表明，结构的总输入能与地震动的三要素有很
【参考文献】：
期刊论文
[1]高耸进水塔结构塔背回填高度抗震研究[J]. 张岳,李守义,夏可,郭金君,何冠洁,李萌. 水利水电技术. 2018(11)
[2]近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度分布系数[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,余翔. 水利学报. 2018(10)
[3]基于能量法的水电站厂房抗震性能分析[J]. 刘昱杰,宋志强,王建. 水利水电技术. 2018(03)
[4]ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法及应用研究[J]. 杨飞,董新勇,周沈华,黄余冲. 四川建筑. 2017(06)
[5]河床式水电站厂房地震响应软弱基岩弹模敏感性分析[J]. 苏晨辉,宋志强,曹伟,党康宁. 水利水电技术. 2017(11)
[6]地震动设计反应谱特性对进水塔增量动力分析结果的影响研究[J]. 张汉云,张燎军,李琳湘. 水利水电技术. 2017(09)
[7]进水塔塔背回填抗震设计优化研究与动态响应[J]. 曹伟,刘云贺,党康宁,郑晓东,陶磊. 南水北调与水利科技. 2017(03)
[8]高面板堆石坝地震响应比较——基于新、旧《水电工程水工建筑物抗震设计规范》[J]. 张宇,孔宪京,邹德高. 水力发电学报. 2017(02)
[9]基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核[J]. 饶宏玲,李德玉,薛利军. 人民长江. 2017(02)
[10]新旧抗震规范下重力坝抗震安全性能分析[J]. 范书立,赵绍宇,陈健云,童伟. 人民长江. 2017(01)
博士论文
[1]强震作用下高耸进水塔损伤破坏机理分析[D]. 郑晓东.西安理工大学 2016
[2]地震能量反应分析方法及其在高层混合结构抗震评估中的应用[D]. 刘哲锋.湖南大学 2006
硕士论文
[1]基于损伤塑性的水电站厂房地震响应分析研究[D]. 苏晨辉.西安理工大学 2017
本文编号：3067098
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地震带分布图（引自http://www.onegreen.net/maps/HTML/37135.html）
建立其有限元模型，如图3-1 和 3-2 所示。图 3-1 为导流泄洪放空洞进水塔三维整体有限元模型，网格划分后单元总数 140761 个，结点总数 129446 个，坐标系的 x 轴代表顺水流向，指向下游为正，y 轴为垂直水流向，指向左岸为正，z 轴为竖向，向上为正。图 3-2 为进水塔不包括地基基础的有限元模型和 1/2 有限元模型。用 ANSYS 有限元软件模拟时，塔体、围岩地基和回填混凝土使用六面体实体单元离散，连系梁采用梁单元离散，地震时塔内外水体产生的动水压力以附加质量的形式用质量单元考虑。考虑进水塔塔体与地基的动力相互作用对进水塔的地震反应分析结果产生一定影响，有限元模型的地基深度、上下游侧和左右侧均取 1 倍建筑物高度。地基前后、左右边界分别按法向链杆约束
（a）进水塔整体结构 （b）进水塔内部结构图 3-2 进水塔塔体有限元模型Figure3-2 Finite Element Model of Intake Tower Body表 3-1 混凝土和地基岩体主要力学参数Table3-1 Main Mechanical Parameters of Concrete and Foundation Rock材料质量密度ρ/(kg/m3)弹性/变形模量E/GPa泊松比μ静态抗压强度标准值 fck静态抗拉强度标准值 fck允许承载力 RC25 砼 2500 28 0.167 16.7 1.78 /岩体 2370 2.0 0.28 20.5 / 2.25.2 基于反应谱理论的进水塔总输入能研究.2.1 进水塔动力特性和场地条件震源辐射的地震波传播至地表时，引起地面运动，地面运动携带的能量激发通过进水底部向上传输，从而引起进水塔的震动，导致进水塔结构发生不同程度的破坏。地面运输入给结构的能量即总输入能，文献[76-79]表明，结构的总输入能与地震动的三要素有很
【参考文献】：
期刊论文
[1]高耸进水塔结构塔背回填高度抗震研究[J]. 张岳,李守义,夏可,郭金君,何冠洁,李萌. 水利水电技术. 2018(11)
[2]近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度分布系数[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,余翔. 水利学报. 2018(10)
[3]基于能量法的水电站厂房抗震性能分析[J]. 刘昱杰,宋志强,王建. 水利水电技术. 2018(03)
[4]ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法及应用研究[J]. 杨飞,董新勇,周沈华,黄余冲. 四川建筑. 2017(06)
[5]河床式水电站厂房地震响应软弱基岩弹模敏感性分析[J]. 苏晨辉,宋志强,曹伟,党康宁. 水利水电技术. 2017(11)
[6]地震动设计反应谱特性对进水塔增量动力分析结果的影响研究[J]. 张汉云,张燎军,李琳湘. 水利水电技术. 2017(09)
[7]进水塔塔背回填抗震设计优化研究与动态响应[J]. 曹伟,刘云贺,党康宁,郑晓东,陶磊. 南水北调与水利科技. 2017(03)
[8]高面板堆石坝地震响应比较——基于新、旧《水电工程水工建筑物抗震设计规范》[J]. 张宇,孔宪京,邹德高. 水力发电学报. 2017(02)
[9]基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核[J]. 饶宏玲,李德玉,薛利军. 人民长江. 2017(02)
[10]新旧抗震规范下重力坝抗震安全性能分析[J]. 范书立,赵绍宇,陈健云,童伟. 人民长江. 2017(01)
博士论文
[1]强震作用下高耸进水塔损伤破坏机理分析[D]. 郑晓东.西安理工大学 2016
[2]地震能量反应分析方法及其在高层混合结构抗震评估中的应用[D]. 刘哲锋.湖南大学 2006
硕士论文
[1]基于损伤塑性的水电站厂房地震响应分析研究[D]. 苏晨辉.西安理工大学 2017
本文编号：3067098
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