大跨越输电塔-线耦联体系振动台试验模型设计研究

以某220V大跨越输电线路为背景,研究了大跨越输电塔-线耦联体系振动台试验模型设计。根据相似理论对输电塔模型设计,运用刚度等效原则确定各构件截面尺寸,通过有限元模型计算和试验模型白噪声扫频,得到输电塔的基频计算值与试验值。根据导(地)线动力特性和质量相似关系,对导(地)线进行二次缩尺,确定了导(地)线弧垂和线密度,对比分析了原型的频率和试验模型的频率。采用完全质量配重方法对大跨越塔-线体系缩尺模型进行配重,以期获取结构弹塑性响应结果。该缩尺模型设计理论可为大跨越输电塔-线体系结构振动台试验设计提供参考和依据。

钢结构电视塔缩尺振动台试验实现方法

振动台试验能够真实的测试结构在地震作用下地真实响应。但由于实验室条件以及振动台性能的限制,在进行大型模型试验时无法对原尺寸结构进行加载,通常需要对原结构进行一定比例的缩尺。对原型结构缩尺之后,由于弹性模量等参数的改变,会导致缩尺模型的动力特性发生改变。另外,缩尺模型材料的选用也会造成试验结果的误差。主要依托某钢结构电视塔为研究对象,研究了缩尺试验中的缩尺比例、材料选择、截面选定等问题。经过试验与有限元仿真对比验证,试验结构模型的动力特性与原型结构的动力特性误差在7%以内,实现了缩尺振动台试验对钢结构电视塔进行动力性能测试。

不同地震激励输入方法下结构反应差异的理论推导和数值分析

本文推导并说明了加速度输入模型中的等效荷载法和位移输入法的差异在于外加阻尼力的引入,并证明其对结构地震反应的影响不可忽略。根据某框架结构缩尺模型数据,建立结构整体有限元模型。分析比较地震加速度输入和位移输入条件下的无阻尼局部模型结构反应,验证了两种地震记录的一致性。采用两种地震激励输入方法分别进行动力时程分析,将分析结果与振动台试验结果进行比较,验证了两种地震激励输入方法分析结果的可靠性和准确性,并说明了外加阻尼力对分析结果的影响。