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《河北工程大学》 2010年
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多点输入下大跨越输电塔线体系抗震性能研究

杨付刚  
【摘要】: 大跨越输电塔线体系是重要的生命线工程,与通常的输电线路相比,它具有塔体结构高、跨度大、塔线耦合作用明显等特点,所以,考虑大跨越输电塔线体系的地震响应具有非常重要的理论意义与工程实用价值。本文以实际工程为背景,着重研究地震多点输入与一致输入下大跨越输电塔线体系的动力响应差异及各类影响因素,对大跨越输电塔线体系在多点输入下的安全性问题进行探讨。 本文首先采用梁单元、杆单元、索单元对大跨越输电塔、绝缘子和输电线进行了精确的有限元模拟,建立了大跨越输电塔线耦合体系的有限元模型,并以自重以及输电线的初始应力状态非线性静力的计算结果作为初始态,分析了大跨越输电单塔、输电线、塔线体系各自的动力特性以及相互之间的作用。 然后运用Harichandran相干模型和刘先明相干模型分别作为水平地震和竖向地震分量相干函数,采用东南大学叶继红教授提出的引入FFT技术谐波合成法模拟满足上述相干模型的地震动输入时程,并在具体应用上参照规范和文献合理的设置了参数,同时采取措施消除数据离散性的影响,并选取50m/s、100m/s、200m/s、300m/s、500m/s五个视波速等级模拟地震动场。 其次在考虑导线非线性的影响下,应用时程分析法分析了大跨越输电单塔、塔线体系在一致和多点输入不同视波速下,水平和竖向地震作用下的结构动力响应,分别从塔顶最大位移、扭转、杆件轴力、基底剪力、导(地)线轴力、导(地)线位移等方面进行了抗震性能评价,并对单塔和塔线体系在水平地震和竖向地震下结构的动力响应差异进行了对比分析。 最后从覆冰厚度、跨距、地震传播方向、塔头形式四个方面因素,分析了大跨越输电塔线体系在多点和一致输入下由于影响因素的变化而产生的动力响应的差异以及变化规律,为大跨越输电塔线体系设计提供理论依据。 结果表明,酒杯型较干字型塔架动力特性复杂,出现了耦合空间振型。大跨越输电塔线体系周期较长,振型密集且基频较低。多点输入下水平地震和竖向地震作用对单塔和塔线体系的扭转效应、支座附近区域的杆件轴力、基底剪力差异均较大,导(地)线位移在两者作用下均以横线向为主。在不同影响因素下,塔线体系在多点和一致输入下的塔顶最大位移、扭转效应、杆件内力等差异明显,因此有必要深入考虑这些因素,以确保大跨越输电塔线体系在地震作用下的安全。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU347;TU311.3

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【参考文献】
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