多维地震动不同入射角下输电塔-线体系响应分析
发布时间：2021-08-30 04:21
作为输电线路工程中输电送能的载体,输电塔-线体系的抗震研究愈发重要。虽然现在国内外专家学者对输电塔-线体系有了足够的重视也开展了相关的研究,但仍有不足。本文主要提出一种输电塔-线体系基本周期近似计算方法,并开展了不同地震动入射角度下输电塔-线体系振动台试验研究、倒塌易损性研究,具体的研究内容如下:（1）基于瑞雷法,对输电塔-线体系的计算模型进行简化处理,提出一种输电塔-线体系基本周期近似计算方法,并通过Sap2000有限元计算对比,验证了结果的准确性。（2）开展了输电塔-线体系的缩尺模型振动台试验,研究了不同地震动入射角度作用下输电塔-线体系的动力响应（加速度、应变以及位移）,并根据试验数据确定最不利地震动入射方向;采用ABAQUS有限元分析软件建立了输电塔-线体系的三维有限元模型,用时程分析法得到了不同地震动入射角度作用下输电塔-线体系的动力响应及最不利地震动入射角度,将试验结果和时程分析结果与确定最不利入射角度的反应谱近似方法进行对比验证。（3）用周期近似计算方法求得的周期,代入基于位移谱的近似方法中,进行优化,并将结果与原始位移谱近似方法进行对比,验证了将周期近似计算方法应用到确...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１输电塔倒塌破坏图??
?山东大学硕士学位论文??ｆ?＝?ｍＡｒ?（２．５）??其中，ｍ代表质量矩阵，分别代表两个假定的加速度影响矢量。??可以通过以下标准确定：假定研究的结构体系为一个刚体，Ａｖ＊??的第／个元素，表示的是由于在结构体系的基底上施加了竖直方向的单位加速度??而在自由度／上产生的加速度；中的第／个元素，表示的是由于绕结构体系的基??底的几何中心施加了垂直于平面的单位角加速度而在自由度／上产生的加速度。??为了更好地理解和说明上述定义，以二维模型作为例子来介绍，见图２．１，??图中包括在ＸＯＺ平面上的辟质量点和２ｉＶ个自由度。假定第／个质量点的坐标为??Ｕａ），相应的由式２．６和式２．７确定。??节点Ｎ－１?节点Ｎ?２ｎ；２?２ｎ??（Ｘｎ＿ｉ，?Ｚｎ－ｉ）?（Ｘｎ，?Ｚｎ）?Ｉ?Ｔ??Ａ?Ａ?２ｎ－３－＾?？－？２ｎ－ｌ?？??？?Ｗ￣?ｉ?＃（ｘｆｚ，Ｊ?？?￣士?＾??节点?１?ｊｉ?节点?２?１?－Ｊｋ?４－＾３??（Ｘ，，Ｚ，）Ｔ?＾（Ｘ２，?Ｚ２）?７?千Ｚ?Ｔ??ｆ??基底?ｉ底?ｓ底的几何中心??（ａ）节点标号和节点坐标?（ｂ）自由度标号??图２．１二维模型的节点和自由度展示图??Ａｖ?＝Ｊ〇，?１?…０，?１?…０，Ｉ！?．ｌ．Ｏｍ／ｙ?＜２．６）??Ｌ?ＤＯＦｓ?２／－１?ａｎｄ?２／?Ｊ??ｆ?ｒ?，??Ａｒ?ｓｉｎｏＴ！，／］?ｃｏｓｏＴｊ，ｓｉｎ？ｊ?，ｒｘ?ｃｏｓｏＴｊ?，．．．，－ｒｎ?ｓｉｎａｎ，ｒｎ?ｃｏｓａｎ?＞?Ａ．＾ｒａｄ／ｓ１?（２．７）??ｌ?Ｊ??其中，??＝?ｙｊｘｆ＋Ｚ＾?（２．８）??ｓｉｎ（ａｌ）?＝?—?（２．９）??ｃｏｓ
?山东大学硕士学位论文???材和辅材；同样的，塔的横担包括上弦杆、下弦杆和腹板。??卜?ｒ－－－Ｕ?上弦杆??：Ｒ＼??＿?鐵??ｉＦ雄??图２．２输电单塔模型??每个与主材相交的节点，无论是斜材还是横隔，都将该节点选为质量点，质??量的大小由相邻两节间塔的质量分配而来。在垂直平面上（如图２．２所示的ＸＯＺ??平面），塔身上的每一个质量点都有两个自由度一ｘ和ｚ方向的平移分量。??除了塔本身的质量需要考虑之外，塔上支撑着的导线和地线的质量也应该包??括在单塔模型中。图２．３展示了输电线如何与输电塔相连接。输电线附接在输电??塔横担下弦杆的绝缘子上。绝缘子的两端通过铰接与输电塔和线相连接，这使得??绝缘子实际上是一个二力杆。因此，将输电线的质量集中简化到横担下弦杆的端??部（即附接有相应绝缘子的端部）。考虑到每个绝缘子都可以绕其端部自由的旋??转，并且绝缘子以及与其连接的输电线相对于输电塔的摇摆和振动都不重要。进??而，那些将输电线质量简化为点的质量点仅具有一个自由度：绝缘子的轴向（即??竖直方向）。以一个典型的塔为例，图２．４?（ａ）和图２．４?（ｂ）分别表示出了将输??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FDTD算法的周期结构分析[J]. 许林青,赵建平,张仕顺,杨君,徐娟. 通信技术. 2019(04)
[2]山岭隧洞在平面P-SV波入射下的地震动力响应[J]. 巴振宁,喻志颖,梁建文. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[3]地震动入射角度对盆地地震响应的影响[J]. 李传勋,丁文昌,金丹丹,刘恒. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]大跨度曲线斜拉桥地震动最不利入射角度研究[J]. 王莹. 四川建筑. 2017(04)
[5]SV波入射下断层参数对地表地震动的影响[J]. 刘必灯,王伟,彭小波,周正华,于淼. 防灾减灾工程学报. 2017(01)
[6]强震持时效应对输电塔-线体系倒塌影响分析[J]. 郎需军,王文明,马瑞升,田利. 世界地震工程. 2016(04)
[7]地震P波斜入射下入射角度对海底沉管隧道结构动力响应的影响[J]. 周鹏,崔杰,李亚东,欧阳志勇. 世界地震工程. 2016(03)
[8]多点输入下大跨输电塔线体系抗震稳定性分析[J]. 孙建梅,张健,崔浩. 世界地震工程. 2015(04)
[9]砖石古塔基本周期的简化计算方法[J]. 袁建力. 地震工程与工程振动. 2015(02)
[10]Influence of earthquake direction on the seismic response of irregular plan RC frame buildings[J]. Magliulo G,Maddaloni G,Petrone C. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(02)
博士论文
[1]钢筋混凝土框架结构的概率地震易损性与风险分析[D]. 于晓辉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]跨越断层输电塔-线体系振动台试验研究[D]. 辛爱强.山东大学 2019
[2]强震作用下大跨越输电塔—线体系倒塌破坏试验研究[D]. 牛延宏.山东大学 2017
[3]空间变化地震动下输电塔—线体系倒塌机理研究[D]. 盖霞.山东大学 2017
[4]强震作用下输电塔—线体系倒塌分析研究[D]. 马瑞升.山东大学 2016
本文编号：3372050
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１输电塔倒塌破坏图??
?山东大学硕士学位论文??ｆ?＝?ｍＡｒ?（２．５）??其中，ｍ代表质量矩阵，分别代表两个假定的加速度影响矢量。??可以通过以下标准确定：假定研究的结构体系为一个刚体，Ａｖ＊??的第／个元素，表示的是由于在结构体系的基底上施加了竖直方向的单位加速度??而在自由度／上产生的加速度；中的第／个元素，表示的是由于绕结构体系的基??底的几何中心施加了垂直于平面的单位角加速度而在自由度／上产生的加速度。??为了更好地理解和说明上述定义，以二维模型作为例子来介绍，见图２．１，??图中包括在ＸＯＺ平面上的辟质量点和２ｉＶ个自由度。假定第／个质量点的坐标为??Ｕａ），相应的由式２．６和式２．７确定。??节点Ｎ－１?节点Ｎ?２ｎ；２?２ｎ??（Ｘｎ＿ｉ，?Ｚｎ－ｉ）?（Ｘｎ，?Ｚｎ）?Ｉ?Ｔ??Ａ?Ａ?２ｎ－３－＾?？－？２ｎ－ｌ?？??？?Ｗ￣?ｉ?＃（ｘｆｚ，Ｊ?？?￣士?＾??节点?１?ｊｉ?节点?２?１?－Ｊｋ?４－＾３??（Ｘ，，Ｚ，）Ｔ?＾（Ｘ２，?Ｚ２）?７?千Ｚ?Ｔ??ｆ??基底?ｉ底?ｓ底的几何中心??（ａ）节点标号和节点坐标?（ｂ）自由度标号??图２．１二维模型的节点和自由度展示图??Ａｖ?＝Ｊ〇，?１?…０，?１?…０，Ｉ！?．ｌ．Ｏｍ／ｙ?＜２．６）??Ｌ?ＤＯＦｓ?２／－１?ａｎｄ?２／?Ｊ??ｆ?ｒ?，??Ａｒ?ｓｉｎｏＴ！，／］?ｃｏｓｏＴｊ，ｓｉｎ？ｊ?，ｒｘ?ｃｏｓｏＴｊ?，．．．，－ｒｎ?ｓｉｎａｎ，ｒｎ?ｃｏｓａｎ?＞?Ａ．＾ｒａｄ／ｓ１?（２．７）??ｌ?Ｊ??其中，??＝?ｙｊｘｆ＋Ｚ＾?（２．８）??ｓｉｎ（ａｌ）?＝?—?（２．９）??ｃｏｓ
?山东大学硕士学位论文???材和辅材；同样的，塔的横担包括上弦杆、下弦杆和腹板。??卜?ｒ－－－Ｕ?上弦杆??：Ｒ＼??＿?鐵??ｉＦ雄??图２．２输电单塔模型??每个与主材相交的节点，无论是斜材还是横隔，都将该节点选为质量点，质??量的大小由相邻两节间塔的质量分配而来。在垂直平面上（如图２．２所示的ＸＯＺ??平面），塔身上的每一个质量点都有两个自由度一ｘ和ｚ方向的平移分量。??除了塔本身的质量需要考虑之外，塔上支撑着的导线和地线的质量也应该包??括在单塔模型中。图２．３展示了输电线如何与输电塔相连接。输电线附接在输电??塔横担下弦杆的绝缘子上。绝缘子的两端通过铰接与输电塔和线相连接，这使得??绝缘子实际上是一个二力杆。因此，将输电线的质量集中简化到横担下弦杆的端??部（即附接有相应绝缘子的端部）。考虑到每个绝缘子都可以绕其端部自由的旋??转，并且绝缘子以及与其连接的输电线相对于输电塔的摇摆和振动都不重要。进??而，那些将输电线质量简化为点的质量点仅具有一个自由度：绝缘子的轴向（即??竖直方向）。以一个典型的塔为例，图２．４?（ａ）和图２．４?（ｂ）分别表示出了将输??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FDTD算法的周期结构分析[J]. 许林青,赵建平,张仕顺,杨君,徐娟. 通信技术. 2019(04)
[2]山岭隧洞在平面P-SV波入射下的地震动力响应[J]. 巴振宁,喻志颖,梁建文. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[3]地震动入射角度对盆地地震响应的影响[J]. 李传勋,丁文昌,金丹丹,刘恒. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]大跨度曲线斜拉桥地震动最不利入射角度研究[J]. 王莹. 四川建筑. 2017(04)
[5]SV波入射下断层参数对地表地震动的影响[J]. 刘必灯,王伟,彭小波,周正华,于淼. 防灾减灾工程学报. 2017(01)
[6]强震持时效应对输电塔-线体系倒塌影响分析[J]. 郎需军,王文明,马瑞升,田利. 世界地震工程. 2016(04)
[7]地震P波斜入射下入射角度对海底沉管隧道结构动力响应的影响[J]. 周鹏,崔杰,李亚东,欧阳志勇. 世界地震工程. 2016(03)
[8]多点输入下大跨输电塔线体系抗震稳定性分析[J]. 孙建梅,张健,崔浩. 世界地震工程. 2015(04)
[9]砖石古塔基本周期的简化计算方法[J]. 袁建力. 地震工程与工程振动. 2015(02)
[10]Influence of earthquake direction on the seismic response of irregular plan RC frame buildings[J]. Magliulo G,Maddaloni G,Petrone C. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(02)
博士论文
[1]钢筋混凝土框架结构的概率地震易损性与风险分析[D]. 于晓辉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]跨越断层输电塔-线体系振动台试验研究[D]. 辛爱强.山东大学 2019
[2]强震作用下大跨越输电塔—线体系倒塌破坏试验研究[D]. 牛延宏.山东大学 2017
[3]空间变化地震动下输电塔—线体系倒塌机理研究[D]. 盖霞.山东大学 2017
[4]强震作用下输电塔—线体系倒塌分析研究[D]. 马瑞升.山东大学 2016
本文编号：3372050
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