基于性能的渡槽結(jié)構(gòu)抗震性能分析方法研究.pdf

1、渡槽作為重要的輸水建筑物在合理調(diào)度水資源、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。然而長期以來，渡槽結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)缺乏專門的規(guī)范，設(shè)計(jì)人員大多參照相應(yīng)的公路橋梁規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。在渡槽抗震研究中，其上部水體對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響不容忽視。 目前，渡槽內(nèi)的水體簡化的方法大體上分為兩種，一為線性方法，如Westerguard附加質(zhì)量、Housner模型。另一種為非線性方法，研究流體非線性晃動對渡槽影響，如邊界元法、ALE型有限元法等。本文從流體和固體

2、的基本運(yùn)動方程出發(fā)，通過考慮流體—固體耦合界面的邊界條件，推導(dǎo)二維情況下的槽身與水體的耦合有限元方程，并進(jìn)一步推導(dǎo)附加質(zhì)量法的一般公式，建立排架式渡槽結(jié)構(gòu)、考慮流固耦合作用的簡化計(jì)算模型。 基于當(dāng)前較為流行的基于性能的設(shè)計(jì)思想，本文建立考慮流固耦合模型的排架式渡槽計(jì)算模型，對其進(jìn)行Push-over分析，得到渡槽結(jié)構(gòu)的基底剪力—槽墩頂點(diǎn)位移能力曲線，并同非線性時程分析的結(jié)果進(jìn)行對比，討論P(yáng)ush-over方法對于渡槽結(jié)構(gòu)的適用性

3、。 在Chopra提出的改進(jìn)能力譜方法的基礎(chǔ)上，本文采用Vidic提出的Rμ-μ-T模型，建立基于水工抗震規(guī)范設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的非彈性需求譜，并建立目標(biāo)位移的求解程序。 目前對于渡槽結(jié)構(gòu)的抗震能力評估，主要有經(jīng)驗(yàn)分析法和規(guī)范驗(yàn)算校核法。由于上述方法對準(zhǔn)確評價(jià)結(jié)構(gòu)彈塑性抗震性能存在缺陷，本文參照橋梁結(jié)構(gòu)的震害經(jīng)驗(yàn)，給出槽墩構(gòu)件的極限狀態(tài)，并建立基于延性系數(shù)的破壞極限狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)，并通過算例，在計(jì)算各級地震烈度下的目標(biāo)位移的基礎(chǔ)上