我國水能資源多集中在地震頻發(fā)的西部地區(qū),這對我國的水利水電工程建設(shè)提出了嚴峻挑戰(zhàn)。水電站廠房作為利用水能發(fā)電的主要建筑結(jié)構(gòu),其通常在豎向以發(fā)電機層為界分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu),上部由屋蓋結(jié)構(gòu)和墻、梁、柱等組成,相當于單層廠房結(jié)構(gòu)體系;下部為布置水輪發(fā)電機的大體積混凝土結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量明顯低于下部結(jié)構(gòu),在地震作用下,上部結(jié)構(gòu)極易發(fā)生損壞危及人員安全和電力供應(yīng),所以對水電站廠房的抗震性能評價是有效減輕結(jié)構(gòu)破壞、經(jīng)濟損失和人員傷亡,保障廠房結(jié)構(gòu)在地震作用下的正常使用功能的重要手段。本文主要通過對地震動強度指標在水電站廠房抗震分析中的應(yīng)用進行研究,以期獲得準確的水電站廠房抗震性能評價結(jié)果。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:（1）參照當前的水電站廠房抗震研究中普遍采用的簡化分析方法,擬定了四種計算方案以探究各種簡化分析方法所描述的水電站廠房上—下部結(jié)構(gòu)相互作用對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。結(jié)果表明對水電站廠房的抗震分析應(yīng)當考慮下部結(jié)構(gòu)的放大效應(yīng)和上下部結(jié)構(gòu)之間的耦聯(lián)作用,但可以將下部結(jié)構(gòu)混凝土按線彈性本構(gòu)考慮做簡化分析以節(jié)約計算成本。（2）根據(jù)選取的17種地震動強度指標與水電站廠房結(jié)構(gòu)最大地震響應(yīng)的相關(guān)性... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單條地震波的IDA曲線

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文12行彈塑性時程計算，每次計算采用IM遞增的地震動記錄，得到一系列（IMi，EDPi）點，連接這些點即可繪制出一條不同強度地震作用下的IDA曲線，如圖2-1所示；圖2-1單條地震波的IDA曲線Fig.2-1IDAcurveofsingleseismicwave（3）考慮到地震的隨機性，選取足夠數(shù)量的可以反映工程場地特性的非同次地震記錄，一般為10~20條，重復(fù)（1）至（2）所示步驟，可以得到多條地震記錄的IDA曲線，繪制在同一IM-EDP坐標系下即可得到IDA曲線簇，如圖2-2所示。圖2-2多條地震波的IDA曲線簇Fig.2-2IDAcurveclusterofmultipleseismicwaves2.2.2結(jié)構(gòu)地震易損性分析的基本原理結(jié)構(gòu)的地震易損性是指在給定的地震動強度水平下結(jié)構(gòu)達到或超越特定各種極限狀態(tài)的條件概率，其表達式為：PimFCimIMEDPR（2-17）式中：IM為地震動強度參數(shù)；EDP為工程需求參數(shù)；C為結(jié)構(gòu)的抗震能力，可根據(jù)預(yù)定的破壞狀態(tài)取相應(yīng)的值；EDP≥C表示結(jié)構(gòu)達到或超過某種預(yù)定的極限狀態(tài)；imFR為地震易損性函數(shù)。地震易損性在宏觀上描述了地震動強度參數(shù)與結(jié)構(gòu)各破壞狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性，并從概

混凝土材料的彈塑性力學行為用損傷塑性模型描述，鋼結(jié)構(gòu)和地基巖體則按線彈性考慮，廠房-地基模型的彈性力學參數(shù)見表3-1。ABAQUS中的損傷塑性模型（CDP模型）是基于各向相同破壞假設(shè)，適用于描述混凝土材料在地震荷載循環(huán)往復(fù)作用下彈塑性行為。廠房結(jié)構(gòu)C25混凝土動態(tài)強度取為相應(yīng)的靜態(tài)強度標準值，依據(jù)文獻[67]取抗壓強度fck=16.7MPa，抗拉強度ftk=1.78MPa，本構(gòu)曲線和損傷因子曲線結(jié)合上述規(guī)范給出的單軸加載作用下的混凝土材料本構(gòu)關(guān)系，利用能量等效假設(shè)計算得到，混凝土單軸受力應(yīng)力-應(yīng)變曲線與損傷因子-應(yīng)變曲線見圖3-2。表3-1水電站廠房各部位材料的彈性力學參數(shù)Table.3-1Elasticmechanicalparametersofmaterialsinallpartsofthepowerhouse部位密度（kg/m3）彈性模量（GPa）泊松比廠房混凝土結(jié)構(gòu)2500280.167鋼結(jié)構(gòu)78502000.280地基巖體2700350.200（a）單軸受壓（b）單軸受拉圖3-2混凝土單軸受力應(yīng)力-應(yīng)變曲線與損傷因子-應(yīng)變曲線Fig.3-2Stress-straincurveanddamagefactor-straincurveofconcreteunderuniaxialstress3.2計算方案及地震動輸入為了探究在當前水電站地面廠房抗震研究中應(yīng)用較為廣泛的簡化分析方法所描述的上—下部結(jié)構(gòu)相互作用對水電站廠房結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響，擬定了四種計算方案，主要區(qū)別在于有限元計算模型、上部結(jié)構(gòu)及下部結(jié)構(gòu)混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系、廠房—地基系統(tǒng)的邊界條件和地震動輸入四個方面。方案一廠房整體結(jié)構(gòu)混凝土材料均考慮為損傷塑性模型，且廠房上—下部結(jié)構(gòu)耦聯(lián)，能夠較準確地反映上下部結(jié)構(gòu)的相互作用，以其計算結(jié)果作為真實值；方案二將下部結(jié)構(gòu)混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系設(shè)置為線彈性，上部結(jié)構(gòu)混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系為損傷塑性模型；方案三未考慮上下部結(jié)構(gòu)的耦聯(lián)，計算時采用局部模型，分為兩?


本文編號：3500408