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

发布时间：2019-10-16 21:42

【摘要】：汶川地震后相关部门结合震害调研和抗震经验对水工建筑物抗震设计规范进行了修编,标准设计反应谱曲线下降段指数由0.9调整为0.6,场地类别及其相关的反应谱特征周期有所调整。根据新老抗震设计规范的不同规定,对我国西南某水电站进水塔进行增量动力分析,研究比较新老标准设计反应谱特性的变化对进水塔增量动力分析结果的影响。研究表明,根据旧规范DL 5073—2000,满足最大设计地震要求的进水塔抗震能力为0.299 g,而根据新规范NB 35047—2015,抗震能力为0.192 g,降低了35.8%。因此,标准设计反应谱特性的变化对进水塔增量动力分析结果的影响显著。研究结果可为水工抗震规范的应用和工程抗震设计提供有益的参考。
【图文】：

釱瘛Ｆ渲校?混凝土采用基于钝断裂带理论的弥散裂缝模型，钢筋采用双线性弹塑性模型。库水采用势流体单元，其中，库水表面采用自由面边界，库尾和其他临空面采用无限远边界。建模时，考虑了塔体左右侧及下游侧回填混凝土。根据泄洪洞结构布置图，不同高程基岩的风化程度不同，包括弱风化砂岩夹泥岩、微风化泥岩夹砂岩和未风化泥岩夹砂岩，对地基进行分层建模。回填混凝土和地基均采用3D－solid单元，并采用线弹性本构模型模拟。坐标系选取:X轴为垂直水流方向，Y轴为顺水流方向，Z轴为竖直向上。整体三维有限元模型如图1所示。表1动态材料参数项目密度/kg·m－3泊松比弹性模量/GPa抗压强度/MPa抗拉强度/MPaDL5073—2000NB35047—2015DL5073—2000NB35047—2015DL5073—2000NB35047—2015混凝土C3024000.16739.045.026.024.02.62.4C2524000.16736.442.022.120.42.212.04C2024000.16733.1538.25C1524000.16728.6033.0钢筋78400.30210313.4MPa(屈服极限)，ET=0.005E地基地基层125000.2653.0地基层225000.2655.0地基层326000.2407.5库水10002.2(体积模量)图1整体有限元模型模型中不同规范所规定各部位的动态材料参数如表1所列。启闭机房和高程860m以上塔身结构为C25混凝土，高程860m以下塔身结构和基础为C30混凝土，基础内部回填C20混凝土，基础外部回填C15混凝土。计算时，先对模型进行静力分析，以此为初始条件，进行重启动，继续动力分析。动力分析时采用Rayleigh阻尼。2.2进水塔的增量动力分析根据规范DL5073—2000和NB35057—2015中的不同规定，该工程的地震动设计反应谱如图2所示。根据规范DL5073—2000设计反应谱，在美国太平洋地震研究中心数据库(PEER－NGA)?

地基层125000.2653.0地基层225000.2655.0地基层326000.2407.5库水10002.2(体积模量)图1整体有限元模型模型中不同规范所规定各部位的动态材料参数如表1所列。启闭机房和高程860m以上塔身结构为C25混凝土，高程860m以下塔身结构和基础为C30混凝土，基础内部回填C20混凝土，基础外部回填C15混凝土。计算时，先对模型进行静力分析，以此为初始条件，进行重启动，继续动力分析。动力分析时采用Rayleigh阻尼。2.2进水塔的增量动力分析根据规范DL5073—2000和NB35057—2015中的不同规定，该工程的地震动设计反应谱如图2所示。根据规范DL5073—2000设计反应谱，在美国太平洋地震研究中心数据库(PEER－NGA)中选取了12条与本工程场地特性及设计反应谱匹配较好的实测地震动记录。另外增加了两条地震波，一是根据设计反应谱拟合的人工地震波，一是经典的KOYNA地震记录［12］。根据规范NB35057—2015设计反应谱在PEER－NGA中选取14条实测地震动记录。本文选取的地震记录反应谱与设计反应谱的对比如图3所示。图2本工程新老规范设计反应谱对比首先对每条地震记录按照比例法［13］进行调幅。调幅后地震记录的地面峰值加速度(PGA)逐渐增加，分别为0.1g，，0.2g，…，1.0g。对模型输入峰值加速度逐级递增的顺流向和垂直流向加速度时程，进行非线性动力分析，直至计算不收敛。经过以上方案的计算，得到图4所示的进水塔各关键部位的IDA曲线簇。图4中，每一条IDA曲线都是工程结构抗震性能在特定地震动下的一次确定性响应。本文主要针对86
【作者单位】： 河海大学水利水电学院;水利部建设管理与质量安全中心;
【基金】：长江科学院开放研究基金资助项目(CKWV2015215/KY) 国家自然科学基金项目(51709090) 江苏省自然科学基金青年科学基金项目(BK20170884)
【分类号】：TV312

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本文编号：2550189