2235-83107-基于OpenSEES的鼓形输电塔地震时程响应分析-苏志钢,王飞,王旭明,孙宇晗,黄耀.pdf

基于OpenSEES 的鼓形输电塔地震时程响应分析 苏志钢，王飞，王旭明，孙宇晗，黄耀 （中国电力科学研究院，北京市西城区南滨河路33 号，100055） 摘要：以输电线路中常见的鼓形输电塔为研究对象，采用开源有限元软件OpenSEES 建立输 电塔的有限元模型，计算时考虑材料非线性和几何非线性，分别对不同塔高的四个输电塔模 型进行模态分析和非线性地震时程分析，结果表明随着塔高的增大，鼓形输电塔的自振周期 增大，同时塔顶处的最大位移也增大。分别对采用不同阻尼比的三个模型进行非线性地震时 程分析，结果表明随着阻尼比的增大，塔顶处的位移时程响应波形不变，而位移幅值减小。 关键词：鼓形输电塔；模态分析；地震时程分析；自振周期 Response Analysis of Drum Transmission Tower Seismic Performance Based On OpenSEES SU Zhi-gang,WANG Fei,WANG Xu-Ming,Sun Yu-han （China Electric Power Research Institute, Xicheng District, Beijing ,100055 ） Abstract: The modal analysis and seismic time history analysis were performed of drum transmission towers with different tower heights by the software OpenSEES, the material nonlinearity and geometrical nonlinearity were considered in model. The results show that with the increase of the height of the drum tower, the fundamental period increases, the tower top maximum displacement increases. Seismic time history analysis were performed with different damp ratios, the result shows that the damp ratio increase, the displacements of tower top decrease, and the shape is the same. Key words: Drum transmission tower; Modal analysis; Seismic time history analysis; Natural period 1 引言 输电线路是国家的生命线工程，一旦在地震中遭到破坏，不仅会造成巨额的直接或间接 经济损失，还会引起火灾等次生灾害，地震救灾和应急恢复也会有极大的困难，因此保证输 电线路在经受地震作用后能够正常工作，具有非常重要的意义。 我国1975 年海城地震，在营口、盘锦、鞍山等地的多座跨河高塔发生了震害，1976 年 唐山大地震中波及220kV 及以下高压输电线路，我国 1999 年台湾发生的集集地震对输电线 [1] 路造成了非常严重的破坏 。 [2] 目前输电塔的地震反应研究还比较有限，屈成忠 对猫头塔的自振周期进行了研究，陈 [3] 大斌 对输电塔的抗震能力进行分析，发现典型杆塔在基本地震下的地震作用效应低于非地 震荷载下的荷载作用效应。李宏男对输电塔进行地震分析，提出了输变电塔的简化模型，陈 [4] 波等采用多质点模型模拟塔线体系 ;也有部分学者采用有限元软件建立三维的输电塔模型 [5-7]