進(jìn)水塔彈塑性損傷分析與抗震優(yōu)化研究.pdf

1、進(jìn)水塔是水利樞紐輸水系統(tǒng)的最前端建筑物，是宣泄洪水的安全通道，在地震作用下若遭到破壞，泄水功能將無(wú)法發(fā)揮作用，庫(kù)水位迅速上升，此種情況嚴(yán)重威脅到整個(gè)水利樞紐的安全，更威脅到下游人民、財(cái)產(chǎn)的安全，因此關(guān)于進(jìn)水塔在地震作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析與安全性分析具有實(shí)際意義。進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)型式，邊界條件，荷載作用復(fù)雜，而且進(jìn)水塔塔體混凝土材料在地震往復(fù)荷載作用下，其強(qiáng)度、剛度會(huì)在往復(fù)作用進(jìn)程中逐漸降低，所以把這些復(fù)雜、真實(shí)的因素都考慮進(jìn)去，對(duì)進(jìn)水塔進(jìn)行彈塑

2、性損傷動(dòng)態(tài)分析，以及根據(jù)分析結(jié)果對(duì)進(jìn)水塔進(jìn)行抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)與安全分析具有實(shí)際意義。
　　本文根據(jù)能量等價(jià)原理并結(jié)合混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，建立了進(jìn)水塔混凝土彈塑性本構(gòu)關(guān)系與損傷模型，結(jié)合實(shí)際進(jìn)水塔工程，建立了塔體-地基三維有限元模型，研究了考慮混凝土損傷與不考慮混凝土損傷兩種情況下的進(jìn)水塔地震響應(yīng)。結(jié)果表明：在應(yīng)力集中區(qū)考慮混凝土損傷塔體的應(yīng)力比不考慮損傷塔體的應(yīng)力有所增大，大應(yīng)力區(qū)擴(kuò)張；塔體拉壓損傷發(fā)生的部位主要集中在塔體幾何突變部位，塔

3、體與回填混凝土交界區(qū)域（塔體腰部）損傷較為嚴(yán)重，而且隨著地震作用時(shí)間增加，破壞程度加重，破壞區(qū)域向四周擴(kuò)張。另外本文根據(jù)分析得到的進(jìn)水塔損傷破壞結(jié)果以及其他學(xué)者的研究，針對(duì)性的對(duì)塔體與回填混凝土交界區(qū)域損傷嚴(yán)重問(wèn)題進(jìn)行抗震優(yōu)化分析與研究，并合理的把原塔背回填混凝土的上角部三角形區(qū)域替換成剛度較低的石渣回填，通過(guò)數(shù)值分析，研究了替換前后塔體的響應(yīng)情況。結(jié)果表明：塔體與回填交界角部區(qū)域最大應(yīng)力大幅減小，損傷程度降低；大應(yīng)力位置向下偏移，且區(qū)