.1356· 工程科学学报.第41卷，第10期 表4不同冲刷深度结构在不同地震动作用下的动力响应结果 Table 4 Dynamic response of structures with different scouring degrees under different ground motions 地震动 峰值调整/ 最大响应加速度/(m·s2) 加速度放大率/% 最大响应位移/m 最大响应应力/MPa 名称 (cm.s-2) 冲刷5m 冲刷10m 冲刷5m 冲刷10m 冲刷5m 冲刷10m 冲刷5m 冲刷10m 220 9.623 10.267 9.6 17.0 0.443 0.477 68.7 71.3 Imperial 400 17.610 18.788 10.3 17.7 0.811 0.873 125.8 130.5 Valley-06 1000 44.170 47.125 11.8 19.3 2.512 2.723 312.2 327.4 220 5.724 6.240 1.2 10.3 0.413 0.461 56.8 60.5 T1-Ⅲ-1 400 10.400 11.286 2.1 10.8 0.749 0.838 103.1 109.9 1000 26.043 28.262 6.1 15.1 2.199 2.430 260.9 275.3 220 4.151 4.396 1.1 7.1 0.231 0.240 34.5 45.6 T2-Ⅲ-1 400 9.473 10.050 1.7 7.9 0.418 0.434 67.3 82.6 1000 21.199 22.617 3.2 10.1 1.228 1.274 169.4 206.7 T1-Ⅲ-1地震动作用下结构的动力响应为例进行分 基础冲刷10m时的结构顶端位移达到结构位移限 析，结构的位移、加速度、应力响应如图8所示 值，结构可能会出现失稳.由图8(c)可看出，风电 由图8(a)可发现，不同冲刷深度(5m和10m) 塔结构应力响应呈现一定的规律性，随塔筒高度的 下结构位移响应值沿高度的分布规律相近.在220 增加，结构的应力先迅速增加，再稍有减小，然后以 cm·s2地震作用下无冲刷结构的顶点位移为0.391 一定的速度继续增大至塔筒高度约50m处，最终逐 m,基础冲刷5m后顶点位移为0.413m,位移增幅为 渐减小至最高点.在地震动峰值加速度为400cm· 5.6%,冲刷10m时位移为0.461m,增幅为17.9%. 、2时，3种结构塔筒应力峰值均未超过钢材许用应 地震峰值加速度为400cm·s2时，无冲刷结构和冲 力，可见此时塔筒并未出现屈服，仍处于弹性阶段. 刷5m结构的顶端位移并未超过结构位移限值，而 当地震动峰值加速度为1000cm·s~2时，在Im- 100 100 b 80 80 60 00-000-0 60 -无冲刷220cm·s2 章-无冲别400cm·s2 无冲刷1000cm·s2 20 +冲刷5m220cm·s-2 20 -×冲刷5m400cm·s2 Dn00gPP0燕*0米*米 -+冲刷5m220cm·2 米-冲刷5m1000cm·9-2 -×冲刷5m400cm·s3 P-冲刷10m220cm·s2 米冲5m1000cm·g2 鲁一无冲220cm·s2 ◆-冲10m220cm·s2 0-冲刷10m400cm·s2 20 ◆无冲400cm·s2 -0-神10m400cm·s2 o-冲刷10m1000cm·82 无冲刷1000cm·2-冲刷10m1000cm·s2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 10 15 20 25 30 位移m 加速度(m·s 100 (e) 80 210 MPa 60 一无冲删220cm6 ◆无冲刷400cm-52 无冲刷1000cm止2 馆 +冲刷5m220cm·s2 ×-冲刷5m400cm·s2 米神5m1000cm·s-2 P冲刷10m220cm·s2 20 0-冲刷10m400cm·82 -冲刷10m1000cm·s2 40 50 100 150 200 250 300 350 应力MPa 图8不同冲刷深度下结构动力响应峰值.(a)位移蜂值：(b)加速度峰值：()应力峰值 Fig.8 Peak dynamic response of structures under different scouring conditions:(a)displacement peak value;(b)acceleration peak value;(c) stress peak value工程科学学报,第 41 卷,第 10 期 表 4 不同冲刷深度结构在不同地震动作用下的动力响应结果 Table 4 Dynamic response of structures with different scouring degrees under different ground motions 地震动 名称 峰值调整/ (cm·s - 2 ) 最大响应加速度/ (m·s - 2 ) 加速度放大率/ % 最大响应位移/ m 最大响应应力/ MPa 冲刷 5 m 冲刷 10 m 冲刷 5 m 冲刷 10 m 冲刷 5 m 冲刷 10 m 冲刷 5 m 冲刷 10 m Imperial 220 9郾 623 10郾 267 9郾 6 17郾 0 0郾 443 0郾 477 68郾 7 71郾 3 Valley鄄鄄06 400 17郾 610 18郾 788 10郾 3 17郾 7 0郾 811 0郾 873 125郾 8 130郾 5 1000 44郾 170 47郾 125 11郾 8 19郾 3 2郾 512 2郾 723 312郾 2 327郾 4 220 5郾 724 6郾 240 1郾 2 10郾 3 0郾 413 0郾 461 56郾 8 60郾 5 T1鄄鄄芋鄄鄄1 400 10郾 400 11郾 286 2郾 1 10郾 8 0郾 749 0郾 838 103郾 1 109郾 9 1000 26郾 043 28郾 262 6郾 1 15郾 1 2郾 199 2郾 430 260郾 9 275郾 3 220 4郾 151 4郾 396 1郾 1 7郾 1 0郾 231 0郾 240 34郾 5 45郾 6 T2鄄鄄芋鄄鄄1 400 9郾 473 10郾 050 1郾 7 7郾 9 0郾 418 0郾 434 67郾 3 82郾 6 1000 21郾 199 22郾 617 3郾 2 10郾 1 1郾 228 1郾 274 169郾 4 206郾 7 T1鄄鄄芋鄄鄄1 地震动作用下结构的动力响应为例进行分 析,结构的位移、加速度、应力响应如图 8 所示. 图 8 不同冲刷深度下结构动力响应峰值. (a)位移峰值;(b)加速度峰值;(c)应力峰值 Fig. 8 Peak dynamic response of structures under different scouring conditions: ( a) displacement peak value; ( b) acceleration peak value; ( c) stress peak value 由图 8(a)可发现,不同冲刷深度(5 m 和 10 m) 下结构位移响应值沿高度的分布规律相近. 在 220 cm·s - 2地震作用下无冲刷结构的顶点位移为 0郾 391 m,基础冲刷5 m 后顶点位移为0郾 413 m,位移增幅为 5郾 6% ,冲刷 10 m 时位移为 0郾 461 m,增幅为 17郾 9% . 地震峰值加速度为 400 cm·s - 2时,无冲刷结构和冲 刷 5 m 结构的顶端位移并未超过结构位移限值,而 基础冲刷 10 m 时的结构顶端位移达到结构位移限 值,结构可能会出现失稳. 由图 8( c)可看出,风电 塔结构应力响应呈现一定的规律性,随塔筒高度的 增加,结构的应力先迅速增加,再稍有减小,然后以 一定的速度继续增大至塔筒高度约 50 m 处,最终逐 渐减小至最高点. 在地震动峰值加速度为 400 cm· s - 2时,3 种结构塔筒应力峰值均未超过钢材许用应 力,可见此时塔筒并未出现屈服,仍处于弹性阶段. 当地震动峰值加速度为 1000 cm·s - 2时,在 Im鄄 ·1356·