·946 北京科技大学学报 第35卷 下变化.又因为结构随着Y向地震波的输入而振动 塔筒高度变化而不同，如图11(b)所示在Y向输入 加大，开始由X向主要弯曲开始转向为Y向主要 地震波和X向输入风荷载时塔筒不同位置的位移 弯曲.随着高度增高，不同方向结构发生的位移随 最大值 20 0.8 X向加速度 公 0.6 可加速度 Z向加速度 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 向位移 -10 Y向位移 -0.8 Z向位移 -1.0 0510 15202530354045 0 51015202530 354045 计算时间/s 计算时间/s (a) (b) 图10Y向输入地震波和X向输入风荷载时顶点三向加速度时程曲线(a)和位移时程曲线(b) Fig.10 Time-history curves of acceleration(a)and displacement (b)at different time when inputting seismic waves in Y direction and wind load in X direction 55 50 0 1.日) 45 40 35 三 35 25 X反向 25 X反向 X正向 15 反向 10 正向 Z反向 10 Y正 Z正向 5 Z反向 0 0 2正向 -16-12 -8 -4 12 16 -0.6 -0.4-0.20 0.2 0.4 0.6 计算时间/s 计算时间/s (a) (b) 图11Y向输入地震波和X向输入风荷载时加速度最大值()和变形最大值沿高度变化(b) Fig.11 Maximum values of acceleration (a)and displacement (b)changed with tower height when inputting seismic waves in Y direction and wind load in X direction 3 结论 来判断结构稳定性的构筑物的安全性更难控制 (1)风-地震组合作用下，因风荷载给予结构静 (3)在研究风电塔支撑结构动力特性时必须重 荷载作用，且使结构产生初始位移，所以结构的位 视风荷载和地震载荷作用下结构的安全评价方法. 移、应力和应变时程曲线的平衡位置发生改变.地 震作用方向与风作用方向(X向)同向时，结构对 参考文献 长周期地震波作用下的加速度、位移、应力及应变 反应表现明显：地震作用方向(Y向)与风作用方向 [1]Japan Society of Civil Engineering.Wind Power Gen- (X向)垂直时，沿风作用方向的结构反应加速度和 eration Equipment Support Structure Design Guide and 位移逐渐减小为零，此种情况下风对结构在风作用 Analysis.Tokyo:Series for Construction Engineering, 方向上起到了能量消减的作用. 2007 (土木学会。风力發電設備支持物構造設計指針，同解說 (2)风-地震组合作用下，地震动最不利输入方 东京：構造工学之刂一大，2007) 向有两个：一是地震动沿90°方向输入，即地震输 [2]Ministry of Housing and Urban-Rural Development,Peo- 入方向(Y向)与风荷载加载方向(X向)垂直：二 ple's Republic of China.GB/T 50135-2006 Code for De- 是地震动沿0°方向输入，即地震输入方向(X向) sign of High-rising Structures.Beijing:Standard Press of 与风荷载加载方向(X向)同向.这两个方向输入的 China,2007 地震动增大了塔筒的弯曲变形，使由弯曲变形程度 (中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50135一-2006· 946 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 下变化. 又因为结构随着 Y 向地震波的输入而振动 加大，开始由 X 向主要弯曲开始转向为 Y 向主要 弯曲. 随着高度增高，不同方向结构发生的位移随 塔筒高度变化而不同，如图 11(b) 所示在 Y 向输入 地震波和 X 向输入风荷载时塔筒不同位置的位移 最大值. 图 10 Y 向输入地震波和 X 向输入风荷载时顶点三向加速度时程曲线 (a) 和位移时程曲线 (b) Fig.10 Time-history curves of acceleration (a) and displacement (b) at different time when inputting seismic waves in Y direction and wind load in X direction 图 11 Y 向输入地震波和 X 向输入风荷载时加速度最大值 (a) 和变形最大值沿高度变化 (b) Fig.11 Maximum values of acceleration (a) and displacement (b) changed with tower height when inputting seismic waves in Y direction and wind load in X direction 3 结论 (1) 风–地震组合作用下，因风荷载给予结构静 荷载作用，且使结构产生初始位移，所以结构的位 移、应力和应变时程曲线的平衡位置发生改变. 地 震作用方向与风作用方向 (X 向) 同向时，结构对 长周期地震波作用下的加速度、位移、应力及应变 反应表现明显；地震作用方向 (Y 向) 与风作用方向 (X 向) 垂直时，沿风作用方向的结构反应加速度和 位移逐渐减小为零，此种情况下风对结构在风作用 方向上起到了能量消减的作用. (2) 风–地震组合作用下，地震动最不利输入方 向有两个：一是地震动沿 90◦ 方向输入，即地震输 入方向 (Y 向) 与风荷载加载方向 (X 向) 垂直；二 是地震动沿 0 ◦ 方向输入，即地震输入方向 (X 向) 与风荷载加载方向 (X 向) 同向. 这两个方向输入的 地震动增大了塔筒的弯曲变形，使由弯曲变形程度 来判断结构稳定性的构筑物的安全性更难控制. (3) 在研究风电塔支撑结构动力特性时必须重 视风荷载和地震载荷作用下结构的安全评价方法. 参 考 文 献 [1] Japan Society of Civil Engineering. Wind Power Gen￾eration Equipment Support Structure Design Guide and Analysis. Tokyo: Series for Construction Engineering, 2007 (土木学会. 風力發電設備支持物構造設計指針 · 同解說. 东京: 構造工学シリーズ, 2007) [2] Ministry of Housing and Urban-Rural Development, Peo￾ple’s Republic of China. GB/T 50135—2006 Code for De￾sign of High-rising Structures. Beijing: Standard Press of China, 2007 (中华人民共和国住房和城乡建设部. GB/T 50135—2006