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随着国民经济的迅速发展、科技进步和环保意识的增强,电力工业作为经济建设和人民生活的支柱产业正在发生着巨大的变化,高压、超高压输电方式已成为当今电力供应的主要发展模式。通常认为高压输电塔属于高耸轻柔结构,地震破坏作用较小,多由风荷载起控制作用。但随着输电塔高度和档距的增加,地震导致输电塔破坏的现象不断出现。多次震害实例表明,地震时输电塔基础及所在场地土体出现破坏的现象比较严重,深入研究输电塔、基础及场地土体相互作用的动力分析方法显得尤为重要。目前,在输电塔地震反应分析中考虑土-结构动力相互作用(Soil-Structure DynamicInteraction,SSI)的研究较少,对于建立包括下部结构的完整有限元模型进行地震反应分析的研究,也很少有人涉足。本文首先给出了考虑土-结构动力相互作用的输电塔抗震计算完整模型,以此为基础推导、验算了简化抗震计算模型,并分析了桩-土-输电塔-线体系抗震计算时影响土-结构动力相互作用的因素。本文主要工作分为以下几个部分:(1)提出了考虑桩-土-结构动力相互作用的输电塔地震反应分析方法。通过采用粘弹性人工边界模拟土体边界,用改进的Goodman单元模拟桩-土接触面,建立了精细的桩-土-输电塔动力相互作用模型(简称“整体模型”)。通过数值算例,在四种不同的场地条件下,对桩-土-输电塔体系在地震作用下的动力反应进行分析,并与不考虑桩土-结构动力相互作用的计算结果进行了对比,得出了一些有意义的结论。(2)提出了考虑桩-土-结构动力相互作用的输电塔-线体系简化抗震计算模型。采用附加质量法对导线进行简化,用改进的集中质量模型来模拟输电塔下部结构,建立了桩-土-输电塔-线体系简化抗震计算模型(简称“简化模型”)并与已建立的整体模型进行比较。通过数值分析,在三类不同的场地条件下,分别对整体模型和简化模型进行了地震反应分析和对比。验证了用简化模型代替整体模型进行抗震计算是可行的。(3)采用已建立的简化模型,考虑并分析了桩-土-输电塔-线体系中土-结构动力相互作用的影响因素。以不同高度的三座输电塔为例,在三类不同的场地条件下,分别对输电塔-线体系及桩-土-输电塔-线体系进行了地震反应分析和对比。定性及定量的分析了考虑土-结构动力相互作用后,塔体反应的增大量与塔体高度、场地条件、地震作用方向的关系。给出了塔体反应增大量估值图,可供对土-结构动力相互作用的影响进行快速评估。