描述
开 本: 16开包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030386571
内容简介
《变电站主厂房抗震设计及减震控制研究》较全面、系统地研究了国内考虑主厂房与电气设备相互作用的大型变电站主厂房的抗震设计理论及设计方法，并进行了该类工业建筑的减震控制研究，着重介绍了作者多年来的相关研究成果，主要内容包括考虑主厂房结构-电气设备相互作用的大型变电站主厂房计算模型的建立、地震模拟振动台试验研究、模态分析、地震反应分析、地震易损性分析、减震控制设计方法以及相关抗震设计建议等。《变电站主厂房抗震设计及减震控制研究》可供土木工程专业从事抗震性能研究的学者和电力行业土建设计人员阅读，也可供高等院校、科研院所的教师、研究生及相关科研人员阅读。
目 录
前言
第1章 绪论
1.1 变电站主厂房抗震性能研究的必要性和意义
1.1.1 国民经济发展的要求
1.1.2 抗震设计规范改进的要求
1.1.3 结构设计改进的要求
1.2 变电站主厂房的特点
1.2.1 主厂房结构的特点
1.2.2 电气设备的特点
1.3 变电站主厂房的震害特点
1.3.1 主厂房结构的震害特点
1.3.2 电气设备的震害特点
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
参考文献
第2章 变电站主厂房的地震模拟振动台试验研究
2.1 结构抗震试验方法
2.1.1 结构伪静力试验
2.1.2 结构拟动力试验
2.1.3 结构地震模拟振动台试验
2.2 试验概况
2.2.1 原型结构概况
2.2.2 模型结构概况
2.3 模型设计
2.3.1 模型相似比的确定
2.3.2 模型材料选择及性能指标
2.3.3 模型结构设计及施工用料
2.4 试验加载制度及方案
2.4.1 试验目的
2.4.2 试验量测内容
2.4.3 传感器布置
2.4.4 地震波加载制度
2.5 地震模拟振动台试验结果分析
2.5.1 加速度试验结果分析
2.5.2 位移试验结果分析
2.5.3 结构损伤分析
2.6 模型结构地震反应的数值计算分析
2.6.1 加速度反应分析
2.6.2 位移反应分析
2.7 小结
参考文献
第3章 变电站主厂房的计算模型及动力分析方法
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
3.1.1 串联计算模型
3.1.2 层间剪切模型
3.1.3 三维有限元模型
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
3.2.1 结构动力平衡方程
3.2.2 结构离散化方法
3.3 时程分析方法
3.3.1 概述
3.3.2 线性加速度法
3.3.3 wilson-θ法
3.3.4 Newmark-β法
3.3.5 HHT法
参考文献
第4章 变电站主厂房的模态分析
4.1 模态分析方法
4.2 变电站主厂房的模态分析
4.2.1 SP1主厂房计算模型
4.2.2 SP2主厂房计算模型
4.2.3 主厂房模态分析
4.2.4 电气设备模态分析
4.3 小结
参考文献
第5章 变电站主厂房的地震反应分析
5.1 地震动的选取
5.1.1 地震动类型
5.1.2 地震动输入
5.2 变电站主厂房的弹塑性时程分析方法
5.2.1 混凝土构件的弹塑性变形能力
5.2.2 混凝土材料非线性定义
5.2.3 框架单元塑性铰定义
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
5.3.1 SP1主厂房的地震反应分析
5.3.2 SP2主厂房的地震反应分析
5.3.3 电气设备的地震反应分析
5.4 小结
参考文献
第6章 多维地震动作用下变电站主厂房的地震反应分析
6.1 概述
6.2 多维地震动作用下变电站主厂房的运动方程
6.2.1 运动方程
6.2.2 多维地震动输入
6.3 变电站主厂房的地震反应分析
6.3.1 SP1主厂房的地震反应分析
6.3.2 SP2主厂房的地震反应分析
6.4 小结
参考文献
第7章 变电站主厂房的减震控制研究
7.1 振动控制方法
7.2 基础隔震基本原理
7.2.1 隔震支座分类
7.2.2 隔震支座的力学模型
7.3 变电站主厂房隔震结构的有限元分析模型
7.4 变电站主厂房隔震结构的地震反应分析
7.4.1 SP1主厂房隔震结构的地震反应分析
7.4.2 SP2主厂房隔震结构的地震反应分析
7.5 小结
参考文献
第8章 近断层地震动对变电站主厂房地震反应的影响
8.1 近断层地震动特征
8.2 近断层地震动记录
8.2.1 台湾集集近断层地震动记录
8.2.2 美国北岭近断层地震动记录
8.3 计算结果分析
8.3.1 主厂房计算结果分析
8.3.2 电气设备计算结果分析
8.3.3 主厂房隔震结构的地震反应分析
8.4 小结
参考文献
第9章 变电站主厂房的地震易损性分析
9.1 变电站主厂房地震易损性分析的影响因素
9.2 变电站主厂房的地震需求分析
9.2.1 变电站主厂房地震需求参数的选择
9.2.2 变电站主厂房地震需求参数分析
9.2.3 变电站主厂房的地震需求模型
9.3 变电站主厂房的地震易损性曲线
9.3.1 地震易损性曲线的主要建立方法
9.3.2 结构的失效概率
9.3.3 结构可靠指标近似计算方法
9.3.4 变电站主厂房的失效概率
9.3.5 变电站主厂房地震易损性曲线的建立
9.4 小结
参考文献
第10章 变电站主厂房的抗震设计建议
10.1 变电站主厂房的性能目标建议
10.1.1 抗震性能水平的划分
10.1.2 变电站主厂房的抗震性能目标
10.1.3 层间位移角限值
10.1.4 角柱内力系数
10.1.5 水平向减震系数
10.1.6 电气设备动力放大系数
10.2 变电站主厂房的抗震构造措施建议
10.2.1 主厂房结构的抗震构造措施
10.2.2 电气设备的抗震构造措施
10.2.3 隔震层的抗震构造措施
10.3 小结
附录 地震动记录
第1章 绪论
1.1 变电站主厂房抗震性能研究的必要性和意义
1.1.1 国民经济发展的要求
1.1.2 抗震设计规范改进的要求
1.1.3 结构设计改进的要求
1.2 变电站主厂房的特点
1.2.1 主厂房结构的特点
1.2.2 电气设备的特点
1.3 变电站主厂房的震害特点
1.3.1 主厂房结构的震害特点
1.3.2 电气设备的震害特点
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
参考文献
第2章 变电站主厂房的地震模拟振动台试验研究
2.1 结构抗震试验方法
2.1.1 结构伪静力试验
2.1.2 结构拟动力试验
2.1.3 结构地震模拟振动台试验
2.2 试验概况
2.2.1 原型结构概况
2.2.2 模型结构概况
2.3 模型设计
2.3.1 模型相似比的确定
2.3.2 模型材料选择及性能指标
2.3.3 模型结构设计及施工用料
2.4 试验加载制度及方案
2.4.1 试验目的
2.4.2 试验量测内容
2.4.3 传感器布置
2.4.4 地震波加载制度
2.5 地震模拟振动台试验结果分析
2.5.1 加速度试验结果分析
2.5.2 位移试验结果分析
2.5.3 结构损伤分析
2.6 模型结构地震反应的数值计算分析
2.6.1 加速度反应分析
2.6.2 位移反应分析
2.7 小结
参考文献
第3章 变电站主厂房的计算模型及动力分析方法
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
3.1.1 串联计算模型
3.1.2 层间剪切模型
3.1.3 三维有限元模型
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
3.2.1 结构动力平衡方程
3.2.2 结构离散化方法
3.3 时程分析方法
3.3.1 概述
3.3.2 线性加速度法
3.3.3 wilson-θ法
3.3.4 Newmark-β法
3.3.5 HHT法
参考文献
第4章 变电站主厂房的模态分析
4.1 模态分析方法
4.2 变电站主厂房的模态分析
4.2.1 SP1主厂房计算模型
4.2.2 SP2主厂房计算模型
4.2.3 主厂房模态分析
4.2.4 电气设备模态分析
4.3 小结
参考文献
第5章 变电站主厂房的地震反应分析
5.1 地震动的选取
5.1.1 地震动类型
5.1.2 地震动输入
5.2 变电站主厂房的弹塑性时程分析方法
5.2.1 混凝土构件的弹塑性变形能力
5.2.2 混凝土材料非线性定义
5.2.3 框架单元塑性铰定义
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
5.3.1 SP1主厂房的地震反应分析
5.3.2 SP2主厂房的地震反应分析
5.3.3 电气设备的地震反应分析
5.4 小结
参考文献
第6章 多维地震动作用下变电站主厂房的地震反应分析
6.1 概述
6.2 多维地震动作用下变电站主厂房的运动方程
6.2.1 运动方程
6.2.2 多维地震动输入
6.3 变电站主厂房的地震反应分析
6.3.1 SP1主厂房的地震反应分析
6.3.2 SP2主厂房的地震反应分析
6.4 小结
参考文献
第7章 变电站主厂房的减震控制研究
7.1 振动控制方法
7.2 基础隔震基本原理
7.2.1 隔震支座分类
7.2.2 隔震支座的力学模型
7.3 变电站主厂房隔震结构的有限元分析模型
7.4 变电站主厂房隔震结构的地震反应分析
7.4.1 SP1主厂房隔震结构的地震反应分析
7.4.2 SP2主厂房隔震结构的地震反应分析
7.5 小结
参考文献
第8章 近断层地震动对变电站主厂房地震反应的影响
8.1 近断层地震动特征
8.2 近断层地震动记录
8.2.1 台湾集集近断层地震动记录
8.2.2 美国北岭近断层地震动记录
8.3 计算结果分析
8.3.1 主厂房计算结果分析
8.3.2 电气设备计算结果分析
8.3.3 主厂房隔震结构的地震反应分析
8.4 小结
参考文献
第9章 变电站主厂房的地震易损性分析
9.1 变电站主厂房地震易损性分析的影响因素
9.2 变电站主厂房的地震需求分析
9.2.1 变电站主厂房地震需求参数的选择
9.2.2 变电站主厂房地震需求参数分析
9.2.3 变电站主厂房的地震需求模型
9.3 变电站主厂房的地震易损性曲线
9.3.1 地震易损性曲线的主要建立方法
9.3.2 结构的失效概率
9.3.3 结构可靠指标近似计算方法
9.3.4 变电站主厂房的失效概率
9.3.5 变电站主厂房地震易损性曲线的建立
9.4 小结
参考文献
第10章 变电站主厂房的抗震设计建议
10.1 变电站主厂房的性能目标建议
10.1.1 抗震性能水平的划分
10.1.2 变电站主厂房的抗震性能目标
10.1.3 层间位移角限值
10.1.4 角柱内力系数
10.1.5 水平向减震系数
10.1.6 电气设备动力放大系数
10.2 变电站主厂房的抗震构造措施建议
10.2.1 主厂房结构的抗震构造措施
10.2.2 电气设备的抗震构造措施
10.2.3 隔震层的抗震构造措施
10.3 小结
附录 地震动记录
在线试读
第1章 绪 论
随着社会生产力的不断发展，电力系统作为生命线系统的重要组成部分，在国民经济建设中起着越来越重要的作用。电能的生产、输送、分配和使用与其他能源相比有明显不同的特点：①电能无法储存；②电力传输过程不能间断；③电力和国民经济各部门间的关系密切。这些特点决定了电力系统一旦遭到破坏，将会给国民经济和社会生活造成巨大的损失[1，2]。
地震是最易造成电力系统遭受严重破坏的灾害之一，它会使电气设备（发电机、变压器、线路等）发生故障或破坏，继而导致整个电力系统运行瘫痪或全面瓦解（如系统过负荷、短路等）。电力系统失效造成的间接损失更是巨大的，不仅严重影响正常的生产、生活，随之而来的次生灾害还可能给社会带来难以预料的后果，如火灾、断水等，并且给震后救援工作的展开带来极大困难[3]。1976年我国唐山发生的M7.8级大地震致使唐山及周边地区电力系统瘫痪，较长时间的断水断电造成严重的社会和经济后果，直接经济损失达100多亿元人民币，间接经济损失无法估算[4]；1999年台湾集集地震（M7.2级），变电站与电力设施破坏严重，震中供电被迫中断，电力系统直接经济损失达59.4亿元新台币（约合2亿美元），整个台湾北部的电力供应在震后一星期仍不能正常，给抗震救灾、重建家园和恢复生产带来了极大的困难[5]；1989年美国旧金山LomaPrieta地震（M6.9级）中，230kV 与550kV 变电站破坏最严重，由于输电站破坏，140万用户断电[6]；1994年美国洛杉矶Northbridge地震（M6.7级）中，230kV 与550kV 变电站也遭到了严重破坏，110万用户断电，输电塔因砂土液化而损坏，北美地区110万人的用电中断[7]；1995年日本阪神地震（M6.9级）中，有10个火力发电厂、48个变电站、38条高压线路、446条配电线路等遭受不同程度的破坏，100万人的用电被迫中断，修复工作持续一周，电力系统在这次地震中的损失高达2300亿日元[8，9]；1996年我国包头地震（M6.4级），致使张家营变电站停止供电达11h[10]。
2008年5月12日的汶川8.0级大地震是新中国成立后最大的地震灾害，已造成几十万人员伤亡和数千亿元的经济损失，对国民经济和社会发展造成了不可估量的损失。该次地震造成了四川省电网用电负荷减少约400 万kW，一座500kV变电站停运，五座22
随着社会生产力的不断发展，电力系统作为生命线系统的重要组成部分，在国民经济建设中起着越来越重要的作用。电能的生产、输送、分配和使用与其他能源相比有明显不同的特点：①电能无法储存；②电力传输过程不能间断；③电力和国民经济各部门间的关系密切。这些特点决定了电力系统一旦遭到破坏，将会给国民经济和社会生活造成巨大的损失[1，2]。
地震是最易造成电力系统遭受严重破坏的灾害之一，它会使电气设备（发电机、变压器、线路等）发生故障或破坏，继而导致整个电力系统运行瘫痪或全面瓦解（如系统过负荷、短路等）。电力系统失效造成的间接损失更是巨大的，不仅严重影响正常的生产、生活，随之而来的次生灾害还可能给社会带来难以预料的后果，如火灾、断水等，并且给震后救援工作的展开带来极大困难[3]。1976年我国唐山发生的M7.8级大地震致使唐山及周边地区电力系统瘫痪，较长时间的断水断电造成严重的社会和经济后果，直接经济损失达100多亿元人民币，间接经济损失无法估算[4]；1999年台湾集集地震（M7.2级），变电站与电力设施破坏严重，震中供电被迫中断，电力系统直接经济损失达59.4亿元新台币（约合2亿美元），整个台湾北部的电力供应在震后一星期仍不能正常，给抗震救灾、重建家园和恢复生产带来了极大的困难[5]；1989年美国旧金山LomaPrieta地震（M6.9级）中，230kV 与550kV 变电站破坏最严重，由于输电站破坏，140万用户断电[6]；1994年美国洛杉矶Northbridge地震（M6.7级）中，230kV 与550kV 变电站也遭到了严重破坏，110万用户断电，输电塔因砂土液化而损坏，北美地区110万人的用电中断[7]；1995年日本阪神地震（M6.9级）中，有10个火力发电厂、48个变电站、38条高压线路、446条配电线路等遭受不同程度的破坏，100万人的用电被迫中断，修复工作持续一周，电力系统在这次地震中的损失高达2300亿日元[8，9]；1996年我国包头地震（M6.4级），致使张家营变电站停止供电达11h[10]。
2008年5月12日的汶川8.0级大地震是新中国成立后最大的地震灾害，已造成几十万人员伤亡和数千亿元的经济损失，对国民经济和社会发展造成了不可估量的损失。该次地震造成了四川省电网用电负荷减少约400 万kW，一座500kV变电站停运，五座22
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