某变电站结构减震控制的仿真分析.pdf

某变电站结构减震控制的仿真分析雩 杜永峰1李慧1刘彦辉1朱殿之1，2哥向晶2景建德3 ，- 一n (1兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州 730050； 2甘肃省电力设计院 甘肃兰州 730050； 3甘肃省武威供电公司 甘肃武威733000)． 摘要 变电站属手生命线工程，这类建筑中所配置的精密仪器装置在地震作用下的功能中断和永久失 散，都会给所服务的区域带来很大的影响，阻碍防震减灾工作的展开。采用减震控制技术，可以有效 减小结构地震响应，大大降低精密仪器设备损坏的风险．本文将就作者所在课题组近期承担的高烈度 区某变电站减震控制作为工程背景，介绍主控通信楼智能隔震减震控制的思路、动力分析模型．并给 出了数值模拟的一些主要结果。 关键词 基础隔震；结构减震控制；智能隔震；生命线工程 随着社会物质文明的快速进步，建筑物及其所承载物品的价值越来越大。不容忽视的现实是 地震所引发的灾害损失也越来越严重。特别是生命线工程结构的失效，不仅严重影响正常的生产 生活和抗震救灾工作，随之而来的次生灾害还可能给社会带来难以预料的后果…。变电站属于生 命线工程，在灾害作用下的任何意外中断，即使很短时间的停电，都会带来巨大的损失。例如， 中断，由于停电导致供水系统瘫痪无法及时救火，加上道路多处被损毁，火灾所引发的次生灾害 装置也受到严重的破坏，震中供电被迫中断口】。正因为如此，关于电力系统的建筑物和相关设备 等生命线工程结构的防震减灾研究受到了国内外学者的广泛关注。20世纪80年代中期和末期， 国家地震局工程力学研究所、中国水利电力部西北电力设计院和沈阳开关厂，分别进行了一系列振 动试验，探讨了电气设备的动力特性，得到了支架、导线等附件对设备动力反应影响等的初步结论。 随着减震控制技术研究的进展，人们逐渐认识到传统的抗震技术无法减小地震造成的损失。传统 的抗震结构需要利用结构构件的损伤耗散地震能量，结构地震响应很大，不但结构自身损坏的概率很 高，而且施加在建筑物内部设施上的地震作用会导致设备无法正常工作。当地震激励稍太时，还可能 会造成精密仪器装置的永久损害。近年来，国内外减震、隔震技术的发展也推动了高压电气设备减震 1A一126 技术的研究。我国国电华北电力设计院工程有限公司进行了一些减震试验，例如LWl SF6断 路器减震试验、静压棒形支柱绝缘子减震试验等，并根据这些试验的结果编制了高压电气设备减震 技术规定》(报批稿)，使得我国电气设备的减震技术即将拥有自己的行业标准【I】。 ①基金项目：国家自然科学基金资助项目 本文作者所在课题组近期承担的高烈度区某变电站减振控制项目包含对变电站的重要建筑和 大型电气设备进行减震控制。本文将该工程作为算例，主要介绍主控通信楼减震控制的思路、动 力分析模型，并给出数值模拟的一些主要结果。 1工程背景 该项目来源于某高烈度地区的新建330kV变电站工程。主控通信楼为三层，地上两层，每层 层高3．9m：地下室为电缆夹层，层高2．8m。上部结构为全现浇框架结构，楼盖为普通梁板体系， 基础采用条形基础。建筑平面呈矩形，外轮廓尺寸为29．6mxl8．8m，长宽比为1．58，平面如图2 示。该变电站站址所处附近区域历史上曾发生较为强烈的地震，近期地质构造运动仍强烈，为本 省主要活动构造体系之一。该建筑外观尺寸并不大，但一、二层分别设置了继电器室、蓄电池室、 主控室、计算机室，包含许多重要的精密仪器设备。在震害发生时，即使结构不失效，设备在强烈 振动作用下仍会引发大面积停电，造成很大损失。如震窖引起精密仪器设备的损坏，则损失更大。 _ #——“ l ￡一E ￡一． ，