[发明专利]一种地震作用下高耸升船机塔柱结构动态分布系数分析方法

权利要求书

1.一种地震作用下高耸升船机塔柱结构动态分布系数分析方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、根据已建立或已规划升船机塔柱结构特点，建立11个不同高度升船机塔柱结构二维有限元模型；

步骤2、参照水工建筑物抗震规范，人工合成地震波；

步骤3、基于粘弹性人工边界条件，考虑无限地基辐射阻尼效应，分别对已建立的11个不同高度升船机塔柱结构进行动力时程计算，具体如下,

粘弹性人工边界就是在人工边界上布置一系列每单位面积的阻尼系数为C_b的阻尼器和刚度系数为K_b的线性弹簧，也即介质中任一点的剪应力τ(r_b,t)，具体为:

式中，C_b＝ρc_s，r_b为任意半径，G为剪切模量，ρ为介质质量密度，u为介质的出平面位移，c_s为剪切波速，t为时间；

采用步骤2中生成的人工地震波，分别11个不同高度升船机塔柱结构进行动力时程分析；

步骤4、根据步骤3的计算结果，汇总不同高度升船机塔柱结构动态分布系数；

步骤5、根据步骤4的汇总结果，首先，拟定出升船机塔柱结构动态分布系数建议曲线，该曲线为：

当H≤60m时：

当H＞60m时：

式中，a_i为z_i高度处升船机塔柱结构动态分布系数，为塔柱结构高度z_i与高程H的比值；

然后，针对彭水升船机、思林升船机和百色升船机塔柱结构，根据其具体升船机塔柱结构参数，按照步骤1所示分别建立其升船机塔柱结构二维有限元模型，采用步骤2中生成的人工地震波，基于步骤3中所示方法，对其进行动力时程分析，按照步骤4所述，汇总彭水升船机、思林升船机和百色升船机塔柱结构动态分布系数，验证所拟合的曲线的正确性。

2.根据权利要求1所述的地震作用下高耸升船机塔柱结构动态分布系数分析方法，其特征在于，所述步骤1具体如下：

测量出水口升船机、景洪升船机、彭水升船机、思林升船机、百色升船机和已规划150m超大升程垂直升船机塔柱结构高程H、底板厚度d、塔柱厚度δ、联系梁高度ε以及塔柱间的宽度χ等参数，参照测量得到的实际升船机塔柱结构尺寸参数，拟建立11个不同高度升船机塔柱结构，根据拟定的11个不同高度升船机塔柱结构的尺寸参数，建立其二维有限元模型，其中地基往升船机塔柱结构左右方向分别取2H，沿地基深度方向也取2H，离散网格采用四边形网格。

3.根据权利要求1所述的地震作用下高耸升船机塔柱结构动态分布系数分析方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：

参照水工建筑物抗震规范，只考虑水平向地震作用，地震设防烈度取为i，升船机场地的水平向设计加速度代表值取为α_h，设计反应谱最大值的代表值按进水塔混凝土建筑物取为β_max，特征周期按j类场地取值即得t_g，根据以上参数，得到该地震设防烈度下的升船机塔柱结构设计反应谱，按此设计反应谱采用三角级数展开的方法生成一条水平向地震加速度时程曲线，由已知的加速度时程曲线积分分别得到相应的速度时程曲线和位移时程曲线。

4.根据权利要求1所述的地震作用下高耸升船机塔柱结构动态分布系数分析方法，其特征在于，所述步骤4具体如下：

将不同高度升船机塔柱结构沿高程方向动态分布系数进行汇总，绘制塔柱结构动态分布系数随高程的变化关系图，其中图横坐标为升船机塔柱结构动态分布系数，纵坐标为塔柱高度和塔柱高程的比值。