变电站地震易损性分析

于地震动加速度峰 值 的计 算公 式 ，计算 得到 变 电站 不 同质
量 比条 件 下 的 震 害 矩 阵 ， 为 评 估 变 电 站 的 地 震 灾 害 损 失 ，
提供基础数据 。
关 键 词 ： 变 电 站 ； 质 量 比 ； 层 间 位 移 角 ；失 效 概 率 ；
震 害矩 阵
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｍ６
下 ，电气 设 备 对 结 构 产 生 了 相 对 作 用 ，对 整 个 结 构 动 力 反 应 的 贡献 不 能 忽 略 。 对 变 电 站 的 地 震 易 损 性 研 究 还 处 于 起
３ 层 间位移 角
模 型 Ａ 与模 型 Ｂ在 不 同 质 量 比条 件 下 的计 算 分 析 结 果
见 表 ２— 。 ３
文 献 标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１７ ６２—４ １ （ ０ １ ３— ０ ７一 ３ ０ １ ２ １ ）０ ０４ Ｏ
图 １ 模型Ａ
图 ２ 模型 Ｂ
Ｏ 前
言
变 电站主体结 构材 料为钢 筋混凝 土 ，电气设备 材料 为
钢材。混凝土抗压强度为 ３ ａ ５ＭＰ ，弹性模量 Ｅ ，＝３２×１ ． ０
２ 输入 地震 波
本文根据 《 建筑 抗震 设计 规范》（ Ｂ ０ １ ２ １ ） 的 Ｇ ５ ０ １— ０ ０ ㈨
规定及工程场地特性选用六种人工地震波 （ 表 １ 。 见 ）
表１ 地 震 波 峰 值 加 速 度 １ １ 地 震 波峰 值 加速 度 Ｐ Ａ Ｇ ２ １３ ． ３ ２１ ． ４ ３５ ． （ 单位 ： ｓ ｍ／ ） ５ ３７ ． ６ ４
行 对 比。
（ ｓ） ２
１ １３ ． ２１ ． ３５ ． ３７ ．
４
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｂ
ຫໍສະໝຸດ BaiduＡ
Ｂ
Ａ
Ｂ
１ ２１ １ ２１ １ ２ ９ ／１ ９ ／ ４０ ／ ２ １ １ ０ ／ｎ ９ ／ ５ ／ ４ ／ １ １ ９ ｌ １ １ １ ４ ／ ３ １ １ ９ １ ９ １ ２ ９ ／１ ６ ／ ３ １ １ １ １ ９ ／ｌ ９ ／ｌ ６ ／１ ７ ／ Ｏ １ ８ １ １ ４ ／１ ５ ／ １ ｌ ｏ １ ８ｌ ／ｌ Ｏ ／１ ｌ １ ６ １ ｌ ２ ｌ ９ １ ｌ １ ９１ ／１ １ ８ ｌ ８ ／１ ９ ／ ２ ／ ８ ／ Ｏ２ ／ １ ５ ｌ ５ １ ６ １ ４ １ １ ８ １ ８ １ ８ １ ７ ／１ ９ ／１ ６ ／１ ３ ／１ ８ ／ Ｏ ／ ８ ／５ ／６ １ ５ １ ４ １ １ ６ ／ ３ １ １ ２ １ ４ １ ０ １ ７ ／１ Ｏ ／１ ７ ／ ５ １ １ ９ ／ ０ ／８ ／８ ／ ２
摘 要 ：考 虑 变 电 站 主 子 结 构 相 互 作 用 ， 应 用 软 件 ｓｐ０ ０建 立 变 电 站 框 架 模 型 ，输 入 不 同地 震 波 ，时 程 分 析 ａ２０ 计 算 出子 主 结 构 不 同 质 量 比条 件 下 变 电站 的 最 大 层 间 位 移
角 ，对 最 大层 间 位 移 角 与 峰 值 加 速 度 进 行 回 归 分 析 。 以 最
１２×１ ～ ， 松 比 ＝ ． ０ ． ０ 泊 ０ ３ ，阻 尼 比 取 ０ ０ 。 ．２
变电站作 为电力 系统 中重 要组成 部分 ，一 旦遭 遇地 震
破 坏 ，不 仅 会 给 电 力 系 统 本 身 带 来 巨 大 损 失 ，而 且 会 对 区 域经 济乃至国 民经济造成 巨大 的冲击与危 害… 。如 １９ ９５年
ＭＰ ，质量密度为 ２５ ０ｋ， ａ ０ ｇ ｍ ，泊松 比； ＝ ．６ ／ ０ １ ，阻尼 比 取 ０ ０ 。钢材 的弹性模 量 Ｅ ２０ ．５ ＝ ． ６×１ Ｐ ，剪切模量 Ｇ ０Ｍ ａ ＝ ． ａ ７ ９ｘ１ ＭＰ ，质量 密度为 ７５０ｋ ／ ０ ８ ｇ ｍ ，线膨胀 系数 ＝
日本 阪神大地震 ，１７ ９ ６年我国唐山大地震 ，和 ２ ０ ０ ８年我国 汶川地震等 ，都对 变 电站及 电力 系统造成 严重 破坏 ，对 抗 震救灾工作的展开 造成 巨大 的困难 Ｊ 目前 国内外对 结构 。 地震 易损性分析 已经做 的较 多 ，对变 电站 地震 易损性 分析 做的还 比较少 ，考 虑到 变 电站对 国 民经 济 的重要性 ，进 行 变电站地震易损性 分析 势在 必行 。相 应原 来室外 独立放 置
的电气设 备正逐 步改为 室 内楼 面 布置 ，如 果这 时仍将 电气 设备 等效成均布荷 载处 置 ，而 不考虑 主体 结构 与电气设 备
的相互作用问题 ，计算结果 与实际情 况将存 在很大误差。 孟敏婕 等人对油浸 式高 压变压 器建 立 了较为精 确的 有限元模型 ，考 虑了各 组件 之 间相互作 用 的影 响，对 其进 行 了 地 震 易 损 性 分 析 。文 波 等 人 考 虑 结 构 一电 气 设 备 相 互 作 用 ，对 配 电 楼 系 统 进 行 地 震 反 应 分 析 ，表 明 大 震 作 用
波
陕西 西安 ７ ０５ ） ０５ １
约束连接方式 ，对变 电站建 立 了如 图 １所示 的 电气设 备按 均布荷载进行处 置 的计 算模 型 Ａ，及 图 ２所示 的 考虑 主结
构与 电气设备相 互作用 的计 算模 型 Ｂ 。场地 土 为 Ｉ类 ，设
防烈 度 为 ８度 。
大层 间位 移 角 为 整 体 性 能 指 标 ，根 据 结 构 地 震 失 效 概 率 关
表２
ＰＧ Ａ
设 备 放 一 层 时 层 问 位 移 角
５％ １ ％ Ｏ １ ％ ５ ２ ０％
步阶段 ，能看到 的资料 较少 ，因此本 文主要 目的是研究 变
电 站 电气 设 备 与 主 体 结 构 （ 主 结 构 ） 同 质 量 比条 件 下 考 子 不 虑其 相互 作用的地 震 易损性 分析 ，并 与不 考虑相 互作 用进
２ １ 年 第 ３期 ０１
第 ３ ７卷 总第 １ １ ６ 期
Ｓ ｃ ａｎ Ｂｕｉ ｎｅ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｉｈｕ ｌ ｄｉ ｔ ｒａ ｓ
Ｉ之材 ・ Ｊ
・４７ ・
２ ｌ 年 ６月 Ｏ１
变 电 站 地 震 易 损 性 分 析
蒋凤 梅 ，文
（ 安建 筑科 技 大学土木 工 程学 院 西