双塔电压发生器地震反应分析的Rayleigh阻尼矩阵
2015-09-21楼梦麟
哈尔滨工业大学学报 2015年2期
关键词:结构
唐 玉,楼梦麟
(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,200092上海)
电压发生器设备,在电力系统中占据十分重要的位置,该类设备日趋大型化、高压化和新型化,对其抗震设计的研究成为国内外抗震研究工作的重要课题之一[1].由于功能需求特殊,其往往具有细长(高度远大于宽度)、重心高(顶部质量比重大)以及阻尼比小(约为混凝土的1/7~1/4)等特点,使得这种结构形式十分不利于抵御强风作用或水平地震作用[2].电压发生器通常有两种结构形式[3-4]:一种为单塔式;另一种为多塔式.多塔式结构,以双塔为例,本体与分压器之间由保护电阻相连接,构成了较复杂的结构体系.
在对结构进行地震反应分析时,构造合适的阻尼矩阵十分重要.目前最为常用的阻尼矩阵建模方式为Rayleigh阻尼矩阵,由于该矩阵在数学处理方面十分便捷,因此很多商业有限元软件都包含了这个矩阵模型.Rayleigh阻尼矩阵由质量矩阵和刚度矩阵线性组合而成,并通过选取的结构两阶自振频率及其对应振型的阻尼比求得相应的质量和刚度比例阻尼系数[5-6].
由于双塔电压发生器在地震作用下表现出主从结构反应形式,计算Rayleigh阻尼系数时,需要同时考虑两个塔体的动力反应特性,因此选取合适的两阶频率显得尤为重要.为此,本文采用不同的频率组合,计算相应的Rayleigh阻尼系数并组建阻尼矩阵,利用有限元软件对某双塔电压发生器结构基于不同阻尼矩阵的地震反应进行分析……
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