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第1章 绪论1

1.1 变电站主厂房抗震性能研究的必要性和意义2

1.1.1 国民经济发展的要求2

1.1.2 抗震设计规范改进的要求2

1.1.3 结构设计改进的要求3

1.2 变电站主厂房的特点3

1.2.1 主厂房结构的特点4

1.2.2 电气设备的特点5

1.3 变电站主厂房的震害特点7

1.3.1 主厂房结构的震害特点7

1.3.2 电气设备的震害特点11

1.4 国内外研究现状14

1.4.1 国外研究现状15

1.4.2 国内研究现状17

参考文献19

第2章 变电站主厂房的地震模拟振动台试验研究24

2.1 结构抗震试验方法24

2.1.1 结构伪静力试验24

2.1.2 结构拟动力试验25

2.1.3 结构地震模拟振动台试验26

2.2 试验概况27

2.2.1 原型结构概况27

2.2.2 模型结构概况27

2.3 模型设计30

2.3.1 模型相似比的确定30

2.3.2 模型材料选择及性能指标33

2.3.3 模型结构设计及施工用料34

2.4 试验加载制度及方案38

2.4.1 试验目的38

2.4.2 试验量测内容38

2.4.3 传感器布置38

2.4.4 地震波加载制度41

2.5 地震模拟振动台试验结果分析44

2.5.1 加速度试验结果分析44

2.5.2 位移试验结果分析52

2.5.3 结构损伤分析55

2.6 模型结构地震反应的数值计算分析56

2.6.1 加速度反应分析56

2.6.2 位移反应分析58

2.7 小结59

参考文献60

第3章 变电站主厂房的计算模型及动力分析方法61

3.1 考虑主厂房结构-电气设备相互作用的变电站主厂房计算模型62

3.1.1 串联计算模型62

3.1.2 层间剪切模型62

3.1.3 三维有限元模型64

3.2 考虑主厂房结构-电气设备相互作用的变电站主厂房动力方程64

3.2.1 结构动力平衡方程64

3.2.2 结构离散化方法73

3.3 时程分析方法75

3.3.1 概述75

3.3.2 线性加速度法77

3.3.3 wilson-θ法78

3.3.4 Newmark-β法79

3.3.5 HHT法81

参考文献82

第4章 变电站主厂房的模态分析84

4.1 模态分析方法84

4.2 变电站主厂房的模态分析85

4.2.1 SP1主厂房计算模型86

4.2.2 SP2主厂房计算模型89

4.2.3 主厂房模态分析93

4.2.4 电气设备模态分析97

4.3 小结100

参考文献100

第5章 变电站主厂房的地震反应分析102

5.1 地震动的选取102

5.1.1 地震动类型102

5.1.2 地震动输入103

5.2 变电站主厂房的弹塑性时程分析方法109

5.2.1 混凝土构件的弹塑性变形能力109

5.2.2 混凝土材料非线性定义109

5.2.3 框架单元塑性铰定义110

5.3 考虑主厂房结构-电气设备相互作用的主厂房时程分析结果113

5.3.1 SP1主厂房的地震反应分析113

5.3.2 SP2主厂房的地震反应分析120

5.3.3 电气设备的地震反应分析132

5.4 小结138

参考文献139

第6章 多维地震动作用下变电站主厂房的地震反应分析140

6.1 概述140

6.2 多维地震动作用下变电站主厂房的运动方程141

6.2.1 运动方程141

6.2.2 多维地震动输入141

6.3 变电站主厂房的地震反应分析143

6.3.1 SP1主厂房的地震反应分析143

6.3.2 SP2主厂房的地震反应分析148

6.4 小结156

参考文献157

第7章 变电站主厂房的减震控制研究158

7.1 振动控制方法159

7.2 基础隔震基本原理160

7.2.1 隔震支座分类160

7.2.2 隔震支座的力学模型161

7.3 变电站主厂房隔震结构的有限元分析模型165

7.4 变电站主厂房隔震结构的地震反应分析166

7.4.1 SP1主厂房隔震结构的地震反应分析166

7.4.2 SP2主厂房隔震结构的地震反应分析168

7.5 小结174

参考文献175

第8章 近断层地震动对变电站主厂房地震反应的影响176

8.1 近断层地震动特征176

8.2 近断层地震动记录181

8.2.1 台湾集集近断层地震动记录181

8.2.2 美国北岭近断层地震动记录183

8.3 计算结果分析184

8.3.1 主厂房计算结果分析185

8.3.2 电气设备计算结果分析189

8.3.3 主厂房隔震结构的地震反应分析190

8.4 小结192

参考文献193

第9章 变电站主厂房的地震易损性分析194

9.1 变电站主厂房地震易损性分析的影响因素194

9.2 变电站主厂房的地震需求分析195

9.2.1 变电站主厂房地震需求参数的选择195

9.2.2 变电站主厂房地震需求参数分析196

9.2.3 变电站主厂房的地震需求模型200

9.3 变电站主厂房的地震易损性曲线204

9.3.1 地震易损性曲线的主要建立方法204

9.3.2 结构的失效概率204

9.3.3 结构可靠指标近似计算方法206

9.3.4 变电站主厂房的失效概率208

9.3.5 变电站主厂房地震易损性曲线的建立208

9.4 小结212

参考文献212

第10章 变电站主厂房的抗震设计建议214

10.1 变电站主厂房的性能目标建议214

10.1.1 抗震性能水平的划分214

10.1.2 变电站主厂房的抗震性能目标215

10.1.3 层间位移角限值215

10.1.4 角柱内力系数216

10.1.5 水平向减震系数216

10.1.6 电气设备动力放大系数217

10.2 变电站主厂房的抗震构造措施建议217

10.2.1 主厂房结构的抗震构造措施217

10.2.2 电气设备的抗震构造措施218

10.2.3 隔震层的抗震构造措施219

10.3 小结219

附录 地震动记录221