网架式绝缘子支撑结构地震反应分析

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在电力工程中随着输变电线路电压等级的不断提高和电气设备重量的不断增加,绝缘子支撑结构也大量的应用到了电力系统中,成为电力工程中的一种重要支撑结构形式。但由于绝缘子支撑结构较钢筋混凝土结构和钢结构来说比较少见,加之其主要材料的脆性特性等因素,使得对于绝缘子支撑结构理论研究滞后于实际工程应用,目前国内外关于其整体结构抗震性能的研究较少。本文主要对电抗器用绝缘子支撑结构的整体抗震性能进行了分析。首先,采用有限元软件SAP2000建立立柱式和网架式两种绝缘子支撑结构的计算模型,对其进行模态分析,考察了此类结构的动力特性;其次,分别采用底部剪力法、振型分解反应谱法,对其在8度地震作用下的变形情况以及各杆件的内力值进行了计算;再次,采用时程分析法,研究此类结构在五拍正弦共振调幅波串作用下的变形和内力变化情况,得到结构最大位移时程及各杆件最大内力,基于分析结果确定了结构的最薄弱部位。通过上述有限元分析,得出以下主要结论:网架式绝缘子支撑结构基频较高,反应了整体刚度大的特点;结构以水平振动为主;时程分析法可以观测结构地震响应的全过程,是反应谱法的有效补充,由分析结果可知绝缘子支撑结构底部为薄弱部位,需特别重视;由时程分析方法计算得到的结构反应比由反应谱法计算结果大,且两者相差较多,因此,建议此类结构应进行动力时程分析。本文研究结果可使结构设计人员对该新型结构的抗震性能有一定的认识,从而促进其在电力系统中的应用和推广。
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