透射边界-地基-风电结构地震响应与破坏模式-论文.pdf

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1、第35卷第9期岩土力学Vl01_35No．92014年9月RockandSollMechanicsSep．2014文章编号l1000-7598(2014)09-2651-08透射边界一地基一风电结构地震响应与破坏模式柳国环一，练继建一，于通顺，2，(1．天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072；2．天津大学建筑工程学院，天津3000723．中国海洋大学工程学院，青岛266100)摘要；近海风力发电结构是由无限域地基、基础及上部结构组成的体系，有限域透射人工边界和地震动输入模式直接影响结构体系的动力响应。首先，建立透射人工边界一地基一基础一塔筒结构和固定边

2、界一地基一基础～塔筒结构的有限元模型；然后，简要澄清了透射边界地震动输入之所以采用外力而不采取地震动物理量(DH速度、速度和位移)的原因所在；最后，对给出的3种作用模式：(1)固定边界地震动输入，(2)只考虑外源输入波作用，(3)同时考虑外源输入波和内源振动的散射波作用，分别进行计算分析和比较。通过数值计算并结合理论分析，(1)澄清了对透射边界采用外力进行地震激励输入的方法的原因，这种输入方法合理可靠，符合实际情况；(2)在地震波等效荷载的生成中，针对圆形横截面地基提出了一种阻尼力、刚度力的便捷性生成方法，大大减小了工作量；(3)从Lq身振动特点及阻尼设置角度，解释了地震

3、作用下采用透射边界比采用固定边界时风电结构响应减小的原因；(4)指出了地震作用下透射边界地基模型在结构动力响应与倒塌计算中内源振动反射的不容忽视性。关键词：近海风力发电结构；透射边界；散射力；破坏模式中图分类号：Tu312．1文献标识码：AResearchonseismicresponseandfailuremodesofsystemoftransmittingboundary·-soil--windpowerstructuresLIUGuo．huan一，LIANJi-jian一，YUTong．shun，’(1．StateKeyLaboratoryofHydraulicE

4、ngineeringSimulationandSafety,TianjinUniversity,Tianjin300072，China；2．SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity,Tianjin300072，China；3．CollegeofEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266100，China)Abstract：Offshorewindpowerstructureisthesystemofsuperstructure—foundation-infinitedomainso

5、il．Dynamicresponseofstructuresystemisdirectlyaffectedbytransmittingboundaryofthemodelandseismicmotioninputmode．Firstly，finiteelementmodelsoftowertubes·foundation-soil—transmittingboundaryandtowertubes—foundation—soil—fixedboundaryareestablished．Then．thereasonwhyforceinsteadofacceleration，

6、velocityanddisplacementisusedforseismicinputinthemodelwhiletransmittingboundaryisbrieflyclarified．Atlast，thefollowingmodesareanalyzed，i．e．(1)seismicinputoffixedboundary；(2)externalsourcewavemotionisconsideredonly；f3)externalsourcewavemotionandscatteringforcecausedbyendogenousoscillationar

7、ebothconsidered．Analysisresultsshowthat：(1)thereasonwhyforceisusedforseismicmotioninputinthemodelwithtransmittingboundaryisclarified；andthemethodofseismicmotioninputisinaccordwiththeactualsituation；(2)aconvenientmethodofthegenerationofstiffnessforceanddampingforceis