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远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究

刘俊才 田利 张睿 易思银

刘俊才, 田利, 张睿, 易思银. 远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究[J]. 工程力学, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
引用本文: 刘俊才, 田利, 张睿, 易思银. 远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究[J]. 工程力学, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
Jun-cai LIU, Li TIAN, Rui ZHANG, Si-yin YI. STUDY ON THE PREDICTION OF THE MOST ADVERSE INPUT DIRECTION OF TRANSMISSION TOWER-LINE SYSTEM UNDER FAR-FIELD SEISMIC GROUND MOTIONS[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
Citation: Jun-cai LIU, Li TIAN, Rui ZHANG, Si-yin YI. STUDY ON THE PREDICTION OF THE MOST ADVERSE INPUT DIRECTION OF TRANSMISSION TOWER-LINE SYSTEM UNDER FAR-FIELD SEISMIC GROUND MOTIONS[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014

远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(51778347);山东大学青年学者未来计划项目(2017WLJH33)
详细信息
    作者简介:

    刘俊才(1994−),男,山东人,博士生,主要从事地震下输电塔-线体系抗倒塌研究(E-mail: 956508118@qq.com)

    张 睿(1996−),男,山东人,硕士生,主要从事混合模拟中参数不确定性研究(E-mail: 1252179703@qq.com)

    易思银(1991−),男,河南人,硕士,主要从事地震下输电塔-线体系抗倒塌研究(E-mail: 546632161@qq.com)

    通讯作者: 田 利(1982−),男,山东人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与减振控制研究(E-mail: tianli@sdu.edu.cn)
  • 中图分类号: TM75;TU311.3

STUDY ON THE PREDICTION OF THE MOST ADVERSE INPUT DIRECTION OF TRANSMISSION TOWER-LINE SYSTEM UNDER FAR-FIELD SEISMIC GROUND MOTIONS

  • 摘要: 该文采用已有的最不利输入方向判别方法,开展了远场地震动激励下输电塔-线体系最不利输入方向的预测研究。依托实际工程,在ABAQUS中建立了输电塔-线体系有限元模型。为了验证该近似方法的适用性,选取了7条典型的远场地震波进行激励。开展了不同远场地震动输入方向下输电塔-线体系时程分析,并与近似方法的计算结果进行对比。结果表明,近似方法具有良好的准确性,利用近似方法得到的远场地震动最不利输入方向基本可以确定输电塔-线体系的最不利响应,减少了时程分析的计算代价。同时,不同地震动的最不利输入方向是不同的,同一条地震动激励下,输电塔-线体系的振动响应随输入角度而变化。
  • 图  1  地震动输入方向示意图

    Figure  1.  Diagram of ground motion input direction

    图  2  输电塔-线体系有限元模型

    Figure  2.  Finite element model of transmission tower-line system

    图  3  输电塔尺寸 / m

    Figure  3.  Elevation of transmission towers

    图  4  时程分析与近似方法计算结果对比

    Figure  4.  Comparison of response history analysis and approximate method

    图  5  不同地震动下输电塔-线体系侧向和纵向的位移比

    Figure  5.  Lateral and longitudinal displacement ratios of transmission tower-line system under different ground motions

    表  1  记录的地震波信息

    Table  1.   Information of recorded seismic waves

    编号 地震名称 震级 台站 台站分量
    GM1 Imperial Valley-02 6.90 El Centro ELC180、ELC270、ELC- UP
    GM2 Taft 7.36 Taft Lincoln School TAF021、TAF111、TAF-UP
    GM3 Kobe 6.90 Kobe University KBU000、KBU090、KBU-UP
    GM4 Imperial Valley-02 6.95 El Centro Array #9 ELC180、ELC270、ELC-UP
    GM5 Borrego 6.50 El Centro Array #9 ELC000、ELC090、ELC-UP
    GM6 Northwest Calif-03 5.80 Ferndale City Hall FRN224、FRN314、FRN-UP
    GM7 Hollister-01 5.60 Hollister City Hall HCH181、HCH271、HCH-UP
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-31
  • 修回日期:  2019-12-16
  • 网络出版日期:  2020-06-01
  • 刊出日期:  2020-06-01

远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
    基金项目:  国家自然科学基金面上项目(51778347);山东大学青年学者未来计划项目(2017WLJH33)
    作者简介:

    刘俊才(1994−),男,山东人,博士生,主要从事地震下输电塔-线体系抗倒塌研究(E-mail: 956508118@qq.com)

    张 睿(1996−),男,山东人,硕士生,主要从事混合模拟中参数不确定性研究(E-mail: 1252179703@qq.com)

    易思银(1991−),男,河南人,硕士,主要从事地震下输电塔-线体系抗倒塌研究(E-mail: 546632161@qq.com)

    通讯作者: 田 利(1982−),男,山东人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与减振控制研究(E-mail: tianli@sdu.edu.cn)
  • 中图分类号: TM75;TU311.3

摘要: 该文采用已有的最不利输入方向判别方法,开展了远场地震动激励下输电塔-线体系最不利输入方向的预测研究。依托实际工程,在ABAQUS中建立了输电塔-线体系有限元模型。为了验证该近似方法的适用性,选取了7条典型的远场地震波进行激励。开展了不同远场地震动输入方向下输电塔-线体系时程分析,并与近似方法的计算结果进行对比。结果表明,近似方法具有良好的准确性,利用近似方法得到的远场地震动最不利输入方向基本可以确定输电塔-线体系的最不利响应,减少了时程分析的计算代价。同时,不同地震动的最不利输入方向是不同的,同一条地震动激励下,输电塔-线体系的振动响应随输入角度而变化。

English Abstract

刘俊才, 田利, 张睿, 易思银. 远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究[J]. 工程力学, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
引用本文: 刘俊才, 田利, 张睿, 易思银. 远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向预测研究[J]. 工程力学, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
Jun-cai LIU, Li TIAN, Rui ZHANG, Si-yin YI. STUDY ON THE PREDICTION OF THE MOST ADVERSE INPUT DIRECTION OF TRANSMISSION TOWER-LINE SYSTEM UNDER FAR-FIELD SEISMIC GROUND MOTIONS[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
Citation: Jun-cai LIU, Li TIAN, Rui ZHANG, Si-yin YI. STUDY ON THE PREDICTION OF THE MOST ADVERSE INPUT DIRECTION OF TRANSMISSION TOWER-LINE SYSTEM UNDER FAR-FIELD SEISMIC GROUND MOTIONS[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(S): 97-103. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.S014
  • 高压输电塔是输送高负荷电能的载体,是电力输电系统的重要组成部分。“十三五”规划的实施,更是标志着输电塔-线体系的发展进入崭新的阶段。在高压输电建设和“西电东送”工程的大背景下,特高压输电技术不断提高,因其容量大、电压等级高和长距离输送的特点,未来将成为中国纵横交错电网线路的首选。然而,中国国土辽阔且地势复杂,意味着输电线路不可避免地横跨地震活动带,且高柔输电塔的地震响应尤为显著,一旦输电塔发生破坏,势必会影响整条输电线路的电力传输。1994年美国加州地区的Northridge地震[1]、2008年汶川地震[2]、2014年云南地震[3]等均导致大量输电塔遭受破坏,严重摧毁了地震灾区的输电网络。因此,开展输电塔-线体系防震减灾研究,确保输电线路在地震灾害下正常运行,提高输电塔-线体系设计水平具有重要的参考价值[4]

    结构的抗震研究应当具体考虑地震动的输入方向问题。传统的结构抗震设计方法一般假定地震动振动方向沿坐标轴主轴方向,忽略了地震动输入方向的不确定性,导致结构的抗震设计不完善。因此,国内外学者关于多维地震动最不利输入方向展开研究。Smeby和Der[5]基于平稳随机振动的概念提出了一种多维地震下线性结构动力分析的反应谱法,该方法能够有效识别结构地震动最不利输入方向。López和Torres[6]基于振型叠加法得到的地震动最不利输入方向计算公式与Smeby[5]相同,并通过数值模拟进行验证。在此基础上,Menun和Der[7]根据地面运动三个正交分量响应谱提出了CQC3组合规则,通过与现有规范采用的平方和开方(SRSS)比较,验证了CQC3组合规则在识别地震动最不利输入方向问题中更具有广泛性。全伟和李宏男[8]利用时程分析法研究了曲线桥在多维地震动下的振动响应以及最不利输入方向,结果表明不同角度的地震动激励下,结构的振动响应也不同,并提出了一种简单有效的最不利角度计算方法。何晓宇和李宏男[9]基于小波分析方法提出了一种多维地震动最不利输入方向识别方法,该方法能够有效识别海洋平台结构地震动最不利输入角度。张宇等[10]基于弹性时程分析方法提出了一种地震动最不利输入方向的确定方法,并通过多个实例验证了该方法不仅适用于弹性结构,同时也适用于弹塑性结构。韩恩圳等[11]基于平面最大主应力方向理论提出了考虑三维地震动最不利输入方向的计算公式,通过数值模拟分析了最不利输入方向的特征和变化规律,并验证了计算公式的正确性。然而,由于输电塔与非对称结构存在显著的差异,这些方法是否可用于输电塔-线体系的地震响应评估还不确定,针对这个问题,Tian等[12]提出了一种近似方法,用来判别在近场地震区输电塔-线体系最不利输入方向,且预测结果得到了良好的验证。然而,目前关于输电塔-线体系最不利地震动输入方向的研究仅考虑了近场地震动,而该近似方法是否适用于远场地震动还有待进一步验证。

    基于以上研究现状,本文采用文献[12]理论推导的近似方法,对远场地震作用下输电塔-线体系最不利输入方向进行了预测研究。利用ABAQUS建立了输电塔-线体系有限元模型,并分析了不同远场地震动输入角度激励下输电塔-线体系的动力时程响应。通过与已有的近似方法进行比较,讨论了两者的误差范围,验证了近似方法对远场地震动最不利输入方向的适用性。

    • 地震动的输入方向具有显著的随机性,导致结构的振动方向并不一定沿着其坐标轴的主轴方向。当地震动激励方向变化时,结构中产生的动力响应也会随之变化。由于竖向地震动分量对输电塔-线体系的影响较小[13],因此在所采用的近似方法中仅考虑了水平地震动分量。利用三角变换将任意方向的地震动沿输电塔-线体系的水平轴线X向和Y向进行分解,则轴线方向XY的加速度时程 ${\ddot u_{g.X}}(t)$ ${\ddot u_{g.Y}}(t)$ 可以通过式(1)得到:

      $$ \begin{array}{l} {0^{\rm{o}}} \leqslant \theta \leqslant {180^{\rm{o}}}\\ \;\;\;\;\;\;\;\left\{ \begin{array}{l} {{\ddot u}_{g.X}}(\theta ,t) = {{\ddot u}_{g.{X_{\rm o}}}}{\rm{(}}t{\rm{)cos}}\theta - {{\ddot u}_{g.{Y_{\rm o}}}}{\rm{(}}t{\rm{)sin}}\theta \\ {{\ddot u}_{g.Y}}(\theta ,t) = {{\ddot u}_{g.{X_{\rm o}}}}{\rm{(}}t{\rm{)sin}}\theta + {{\ddot u}_{g.{Y_{\rm o}}}}{\rm{(}}t{\rm{)cos}}\theta \\ \end{array} \right.\;\;\; \end{array} $$ (1)

      式中:XoYo分别代表地震动记录方向,如图1所示; ${\ddot u_{g.X}}(t)$ ${\ddot u_{g.Y}}(t)$ 分别为输电塔水平轴线XY方向上的加速度时程;角度 $\theta $ 是结构轴线方向XXo的夹角,且逆时针为正。

      图  1  地震动输入方向示意图

      Figure 1.  Diagram of ground motion input direction

      输电塔-线体系是一种复杂的多自由度体系,为了研究输电塔-线体系多维地震动不同输入角激励下的振动响应,可以根据其最大塔顶位移判断地震动的最不利输入方向。通过结合结构动力学的基本原理和响应谱分析方法,Tian等[12]从输电塔-线体系固有的动力特性出发,并采用Rosenblueth[14]提出的SRSS法则,提出了一种通过确定塔顶峰值位移,进而判别地震动最不利输入方向的近似方法。由于不同角度的地震动位移谱是不同的,且不同周期位移谱幅值所对应的最不利输入方向也是不同的[15],因此考虑不同模态的贡献,输电塔-线体系沿水平轴线X方向Y方向的峰值位移响应分别为 ${{u}}_{{\rm{top}}}^X(\theta )$ ${{u}}_{{\rm{top}}}^Y(\theta )$ ,如式(2)和式(3)所示:

      $$u_{{\rm{top}}}^X(\theta ) = \sqrt {\sum\limits_{n = 1}^{{j^X}} {{{\left[ {\Gamma _n^XS_d^X\left( {\theta ,T{\rm{= }}T_n^X} \right)} \right]}^2}} } $$ (2)
      $$u_{{\rm{top}}}^Y(\theta ) = \sqrt {\sum\limits_{n = 1}^{{j^Y}} {{{\left[ {\Gamma _n^YS_d^Y\left( {\theta , T {\rm{= }}T_n^Y} \right)} \right]}^2}} } $$ (3)

      式中: ${j^X}$ ${j^Y}$ 分别为结构在X方向和Y方向上模态组合的阶数; $\Gamma _n^X$ $\Gamma _n^Y$ 分别为结构在X方向和Y方向n阶模态的振型参与系数; $T_n^X$ $T_n^Y$ 分别为结构在X方向和Y方向上n阶模态的周期; $S_d^X\left( {\theta , T {\rm{= }}T_n^X} \right)$ $S_d^Y\left( {\theta , T {\rm{= }}T_n^Y} \right)$ 分别为X方向和Y方向上地震动分量 ${\ddot u_{g.X}}(t)$ ${\ddot u_{g.Y}}(t)$ 对应周期 $T_n^X$ $T_n^Y$ 位移谱。

      引起输电塔-线体系X向和Y向塔顶最大位移所对应的角度定义为地震动最不利输入方向 $\theta _{\rm{P}}^X$ $\theta _{\rm{P}}^Y$ ,由式(4)和式(5)确定。通过式(2)~式(5)可知,为得到输电塔-线体系地震动最不利输入方向 $\theta _{\rm{P}}^X$ $\theta _{\rm{P}}^Y$ ,只需知道模态特性( $\Gamma _n^X$ $\Gamma _n^Y$ $T_n^X$ $T_n^Y$ );地震动加速度分量 ${\ddot u_{g.X}}(t)$ ${\ddot u_{g.Y}}(t)$ 对应位移谱 $S_d^X\cdot \left( {\theta , T {\rm{= }}T_n^X} \right)$ $S_d^Y\left( {\theta , T {\rm{= }}T_n^Y} \right)$

      $$ {\left. {\frac{{{\rm d}\left[ {u_{{\rm{top}}}^X(\theta )} \right]}}{{{\rm d}\theta }}} \right|_{\theta = }}_{\theta _{\rm{P}}^X} = 0{\rm{ }}{\text{和}}{\left. {\frac{{{{\rm d}^2}\left[ {u_{{\rm{top}}}^X(\theta )} \right]}}{{{\rm d}{\theta ^2}}}} \right|_{\theta = }}_{\theta _{\rm{P}}^X}{\rm{ < }}0 $$ (4)
      $$ {\left. {\frac{{{\rm d}\left[ {u_{{\rm{top}}}^Y(\theta )} \right]}}{{{\rm d}\theta }}} \right|_{\theta = }}_{\theta _{\rm{P}}^Y} = 0{\rm{ }}{\text{和}}{\rm{ }}{\left. {\frac{{{{\rm d}^2}\left[ {u_{{\rm{top}}}^Y(\theta )} \right]}}{{{\rm d}{\theta ^2}}}} \right|_{\theta = }}_{\theta _{\rm{P}}^Y}{\rm{ < }}0 $$ (5)
    • 为了验证该近似方法是否适用于远场地震动,利用有限元软件ABAQUS分析了输电塔-线体系在不同输入角度激励下的振动响应,进而判别出地震动最不利输入方向并与近似方法的结果进行比较。本文以某1000 kV特高压交流输电塔-线体系为研究对象,在ABAQUS中建立了输电塔-线体系有限元模型,如图2所示。其形式为典型的“耐-直-直-耐”,包括两基直线塔和两基耐张塔,编号分别为1、2、3和4。直线塔是钢管塔,型号SK29101,总高117.8 m,呼高75 m,重116.92 t;耐张塔是圆管塔,型号SJ29102,高度为101 m,重140.28 t,如图3所示。跨距总长为1800 m,共3跨,跨距均为600 m。输电线分为4层,最上层地线,下面三层为导线,采用的导线和地线类型分别为JL/G1A-630/45和JLB20A-185。在输电塔-线体系有限元模型中,输电塔塔身构件采用B31单元模拟,绝缘子串与输电线采用T3D2单元模拟,输电塔的底部采用固定连接。

      图  2  输电塔-线体系有限元模型

      Figure 2.  Finite element model of transmission tower-line system

      图  3  输电塔尺寸 / m

      Figure 3.  Elevation of transmission towers

      某一杆件一旦发生屈服或屈曲失稳后,相邻局部区域的杆件将产生内力重分布,导致输电塔-线体系的动力特性发生变化[16-17]。为了充分确保地震时输电线路的安全性和可靠性,并高效验证该近似方法对于判别输电塔-线体系最不利输入方向的适用性,本文中输电塔-线体系在进行时程分析时始终处于线弹性阶段。通过模态分析,计算得到了输电塔-线体系的前3000阶振型,由于输电线相对于输电塔非常柔,因此计算结果中前400阶均是以输电线振动为主的振型。以输电塔纵向振动为主的输电塔-线体系前3阶振型周期分别为0.84 s、0.32 s和0.19 s,振型参与系数比值为1∶1∶0.55;以输电塔侧向振动为主的输电塔-线体系前3阶周期分别为0.86 s、0.37 s和0.17 s,振型参与系数比值为1∶0.4∶0.15。

    • 为了验证本文所提出的近似方法是否能准确地预测远场地震动激励下输电塔-线体系的最不利输入方向,首先选取了广泛采用的El Centro、Taft和Kobe 3条远场地震波。考虑到地震动具有显著的随机性,选取对应《电力设施抗震设计规范》响应谱中抗震设防烈度为8度二类场地的4条天然远场地震波对输电塔-线体系进行多维激励,地震动数据记录来源于PEER NGA-West (PEER, http://peer.berkeley.edu/),地震波的信息如表1所示。

      表 1  记录的地震波信息

      Table 1.  Information of recorded seismic waves

      编号 地震名称 震级 台站 台站分量
      GM1 Imperial Valley-02 6.90 El Centro ELC180、ELC270、ELC- UP
      GM2 Taft 7.36 Taft Lincoln School TAF021、TAF111、TAF-UP
      GM3 Kobe 6.90 Kobe University KBU000、KBU090、KBU-UP
      GM4 Imperial Valley-02 6.95 El Centro Array #9 ELC180、ELC270、ELC-UP
      GM5 Borrego 6.50 El Centro Array #9 ELC000、ELC090、ELC-UP
      GM6 Northwest Calif-03 5.80 Ferndale City Hall FRN224、FRN314、FRN-UP
      GM7 Hollister-01 5.60 Hollister City Hall HCH181、HCH271、HCH-UP
    • 本文在地震动输入方向0°~180°范围内,每间隔5°作为一个计算工况,共36个工况。将不同输入方向的地震动按照式(1)计算得到一系列正交方向上的地震动分量,并对输电塔-线体系进行时程分析。提取直线塔2和塔3在不同输入角激励下塔顶的侧向和纵向最大位移,通过比较得到相应方向上的塔顶峰值位移 $\psi \left( \theta \right)$ 。为了使分析结果更加直观,将不同角度下的塔顶位移峰值 $\psi \left( \theta \right)$ 进行归一化处理,将不同角度下的 $\psi \left( \theta \right)$ 分别除以 $\psi \left( {{0^{\rm{o}}}} \right)$ ,则对输电塔-线体系进行时程分析得到的地震动最不利输入方向 ${\theta _{{\rm{RHA}}}}$ 图4所示。基于近似方法,也可以得到输电塔-线体系在不同输入角激励下塔顶峰值位移 $\psi \left( \theta \right)$ ,从而由近似方法预测的地震动最不利输入方向 ${\theta _{_{{\rm{AM}}}}}$ 图4所示。

      图  4  时程分析与近似方法计算结果对比

      Figure 4.  Comparison of response history analysis and approximate method

      图4对比了时程分析与近似方法计算结果,通过图4可以直观地看出,由近似方法得到的塔顶位移峰值与输入角度曲线和时程分析得到的曲线变化趋势基本吻合,且两个方法得到的地震动最不利输入方向差异较小。因此,在远场地震动激励下,该近似方法对于准确地判别输电塔-线体系最不利输入方向具有适用性。由于输电线与输电塔之间存在强烈的耦合效应,输电塔-线体系的纵向地震响应更加复杂,导致输电塔-线体系侧向曲线的吻合程度要高于纵向。另外可以看出,不同地震动的最不利输入方向是不同的,同一条地震动激励下输电塔-线体系纵向和侧向的最不利输入方向也是不同的。

      为了进一步说明近似方法的有效性,根据近似方法得到的最不利输入方向 ${\theta _{_{{\rm{AM}}}}}$ ,找到时程分析在对应方向 ${\theta _{_{{\rm{AM}}}}}$ 下的 ${\psi _{{\rm{RHA}}}}\left( {{\theta _{{\rm{AM}}}}} \right)$ ,并定义 $\lambda $ 为位移比,如式(6)所示,来量化在时程分析中达到最不利方向 ${\theta _{_{{\rm{AM}}}}}$ ${\theta _{{\rm{RHA}}}}$ 时塔顶位移的差异。

      $$\lambda {\rm{ = }}\frac{{{\psi _{{\rm{RHA}}}}\left( {{\theta _{{\rm{AM}}}}} \right)}}{{{\psi _{{\rm{RHA}}}}\left( {{\theta _{{\rm{RHA}}}}} \right)}}$$ (6)

      式中, ${\psi _{{\rm{RHA}}}}\left( {{\theta _{{\rm{AM}}}}} \right)$ ${\psi _{{\rm{RHA}}}}\left( {{\theta _{{\rm{RHA}}}}} \right)$ 分别为对应方向 ${\theta _{_{{\rm{AM}}}}}$ ${\theta _{{\rm{RHA}}}}$ 下时程分析的塔顶位移峰值。

      图5给出了不同地震动下输电塔-线体系侧向和纵向的位移比。从图5中可以看出,对于输电塔-线体系的侧向,近似方法引起的误差在3%以内,对于纵向误差在2%以内,大部分 $\lambda $ 均在99%以上,表明近似方法具有良好的准确性,利用近似方法得到的地震动最不利方向基本可以确定输电塔-线体系在远场地震下的最不利响应,减小了时程分析的计算代价,为判别输电塔-线体系地震动最不利输入方向提供参考。

      图  5  不同地震动下输电塔-线体系侧向和纵向的位移比

      Figure 5.  Lateral and longitudinal displacement ratios of transmission tower-line system under different ground motions

    • 本文采用已有的近似方法,对远场地震动激励下输电塔-线体系最不利输入方向进行了预测研究。在ABAQUS中建立了输电塔-线体系有限元模型。鉴于多维地震动传播方向的随机性,选取了多条远场地震波,进行了输电塔-线体系在不同输入角度下的时程分析,进而验证了近似方法的有效性。通过时程分析与近似方法对比,可以得到以下结论:

      (1) 通过与时程分析比较,该近似方法能够准确地预测远场地震动最不利输入方向,且输电塔-线体系塔顶位移峰值误差均在3%以内,验证了该近似方法在远场地震动激励下具有适用性和准确性。

      (2) 该近似方法对输电塔-线体系侧向的预测结果要高于纵向,这是由于输电塔与输电线之间存在强烈的耦合效应,导致输电塔-线体系的纵向地震响应更加复杂。

      (3) 不同地震动的最不利输入方向是不同的。即使地震动相同,不同输入方向下输电塔-线体系的振动响应也是不同的。

参考文献 (17)

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