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原文传递向家坝升船机塔柱抗震性能研究

论文题名：	向家坝升船机塔柱抗震性能研究
关键词：	塔柱;有限元;反应谱;时程分析;抗震性能
摘要：	向家坝垂直升船机提升重量为5700t，在国内仅次于三峡；提升高度114.2m，居世界之首。升船机的承载主体结构为塔柱结构，是升船机中最重要、最复杂的结构。单个塔柱长54.0m，宽14.35m，壁厚1.00m，高150.0m。该塔柱结构高度大，地震危害大，建筑物的抗震分析是安全评价的重要内容。在国内对大型塔柱的研究较少。本文运用简化模型进行谱分析和时程分析，粗略估算升船机塔柱的动力响应。并建立有限元模型进行静力、标准谱分析和时程分析，对该塔柱的静力特性、动力响应和抗震特性进行了研究。通过分析比较后我们可得到以下的结论： (1)在水平风荷载或地震荷载作用下，结构在横河方向的位移要大于顺河方向，因为结构的横河向刚度小于顺河向，变形以横河向为主。 (2)将塔柱简化为两种“糖葫芦”串类型的有限自由度刚架体系计算，标准谱分析最大位移为14.2cm；最大位移差为1.62cm；最大压应力为15.14Mpa；最大拉应力为2.05Mpa；时程分析最大位移为14.75cm；最大位移差为2.23cm；最大压应力为13.35Mpa；最大拉应力为2.99Mpa；此方法可粗略估算结构的动力响应，方法简单、可行。所得结果可作为有限元计算的参考。 (3)有限元静力分析结论：塔柱顶部位移最大，为12.4cm；塔柱间最大位移差为4cm。但塔柱的危险部位在高程292.5m截面刚度突变处以及塔柱根部与底板相接处。 (4)有限元标准谱分析结论：各种振型周期相差较大，可以不考虑各振型间的扭转耦合。基本振型为横河向振型，两塔柱运动基本同步。静动叠加最大位移为28.7cm；最大位移差为6cm；最大压应力为13.2Mpa；最大拉应力2.47Mpa。 (5)对塔柱进行时程分析以补充反应谱计算的不足是十分有必要的，实测地震波的响应比标准谱作用的响应要大。最大位移为51cm；最大位移差为7cm；最大压应力为18Mpa；最大拉应力为3.24Mpa。 (6)该结构的有限元标准谱分析和时程分析结果相近。简化结构分析结果与有限元计算结果相近，可作为前期研究的估算。结构的应力及位移满足规范要求。
作者：	蒋凯
专业：	港口、海岸及近海工程
导师：	何良德
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河海大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文