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强震作用下大跨越输电塔—线体系倒塌破坏试验研究

发布时间:2018-05-03 21:22

  本文选题:塔-线体系 + 缩尺模型 ; 参考:《山东大学》2017年硕士论文


【摘要】:《电力发展"十三五"规划》(2016-2020年)的颁布,标志着我国电力行业的发展进入了崭新的阶段。特高压、高压输电塔-线体系作为输电技术的主要载体,将越来越多的应用于实际工程当中,满足超长距离、跨越复杂地形等特殊输电要求。近些年来全球地震频发,输电网络的破坏事故时有发生,特别是我国的汶川地震,严重摧毁了地震灾区的输电网络,给灾区救援与国民经济带了巨大的损失。但目前,针对大跨越塔-线体系抗震性能的研究相对较少,特别是在塔-线体系的动力响应、近断层地震波及入射角激励和倒塌破坏机理方面。本文基于多振动台试验和显示分析的有限元计算方法,开展了一系列的缩尺模型振动台试验与倒塌破坏的有限元模拟研究,主要对以下几方面的内容进行了探讨。(1)大跨越输电塔-线体系的缩尺模型设计与制作。基于工程实际,结合线弹性相似理论和模型二次缩尺方法,完成了塔-线体系缩尺模型的设计;基于材料属性和相似理论,选取恰当的缩尺材料完成模型加工;顺序完成对塔-线体系缩尺模型的组装,确保边界条件的可行性。(2)大跨越输电塔-线体系的试验研究。基于白噪声试验确定直线塔缩尺模型的动力特性;选取远场地震波开展塔-线体系的多振动台试验,对比分析塔-线体系和直线单塔的动力响应,探讨了多维地震作用和强震作用下的塔-线体系动力响应问题;开展塔-线体系倒塌破坏试验,研究了直线塔倒塌破坏机理和薄弱区间分布。选取近断层近场地震波开展多振动台试验,探讨了近断层地震波和不同的入射角对塔-线体系动力响应的影响,明确最不利入射角。(3)大跨越输电塔-线体系的有限元模拟研究。采用基于"Tian-Ma-Qu"模型的用户材料子程序,完成了大跨越塔-线体系的倒塌模拟;对比分析振动台试验结果,明确直线塔的薄弱区间和倒塌激励;验证了用户材料子程序对于塔-线体系倒塌破坏研究的可行性与振动台试验结果的准确性。
[Abstract]:The promulgation of the 13th Five-Year Plan of Electric Power Development (2016-2020) indicates that the development of China's electric power industry has entered a new stage. As the main carrier of transmission technology, UHV, HV transmission tower-line system will be used more and more in practical projects to meet the special transmission requirements such as super-long distance and crossing complex terrain. In recent years, there are frequent earthquakes in the world, transmission network damage accidents occur from time to time, especially the Wenchuan earthquake in China, which seriously destroyed the transmission network in the earthquake-stricken areas, and brought huge losses to the disaster relief and national economy. But at present, there are few researches on seismic performance of long-span tower-line system, especially on the dynamic response of tower-line system, the mechanism of near-fault earthquake and incident angle excitation and collapse failure. Based on the finite element method of multi-shaking table test and display analysis, a series of finite element simulation studies of scale model shaking table test and collapse failure are carried out in this paper. This paper mainly discusses the design and manufacture of scale model of long span transmission tower-line system. Based on the engineering practice, combining the linear elastic similarity theory and the model quadratic scaling method, the design of the scale model of the tower-line system is completed, and based on the material properties and similarity theory, the appropriate scale material is selected to complete the model processing. In order to ensure the feasibility of boundary conditions, the experimental study of tower line system with long span transmission tower and line is carried out in order to assemble the scale model of tower line system in order to ensure the feasibility of boundary conditions. Based on the white noise test, the dynamic characteristics of the linear tower scale model are determined, and the dynamic responses of the tower line system and the straight line tower are compared and analyzed by selecting the far-field seismic waves to carry out the multi-shaking table test of the tower line system. The dynamic response of tower-line system under the action of multi-dimensional earthquake and strong earthquake is discussed, and the collapse failure test of tower-line system is carried out, and the collapse failure mechanism and weak zone distribution of linear tower are studied. The near-fault near-field seismic waves are selected to carry out multi-shaking table tests, and the effects of near-fault ground seismic waves and different incident angles on the dynamic response of tower line system are discussed, and the finite element simulation study of transmission tower line system with the most unfavorable incident angle. Based on "Tian-Ma-Qu" model, the collapse simulation of long-span tower-line system is completed, and the results of shaking table test are compared and analyzed, and the weak zone and collapse excitation of straight tower are determined. The feasibility of research on collapse failure of tower-line system by user material subroutine and the accuracy of shaking table test results are verified.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM75

【参考文献】

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本文编号:1840150

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