不同场地下土-结相互作用对风机结构地震响应影响研究

地震灾害是影响风机正常运行的重要因素，土-结相互作用（SSI效应）对风机动力响应会产生影响。以不同场地（硬土和软土）的陆上风机为研究对象，采用ABAQUS软件建立风机-基础-土体精细化有限元模型，并对土体四周施加黏弹性边界。从太平洋PEER地震数据库中分别选取硬土场地和软土场地各3条地震动，对整体结构进行不同强度地震作用下的动力时程分析，研究场地类别、SSI效应对风机地震响应的影响。研究结果表明，SSI效应对风机结构在地震荷载下的响应具有放大作用：在硬土场地下，相较不考虑SSI效应的情况，塔筒应力最大值的变化率最高达到65.31%，塔顶位移最大值的变化率最高达到18.75%；在软土场地下，SSI效应对风机动力响应的放大作用更为显著，相较不考虑SSI效应的情况，塔筒应力最大值的变化率最高达到151.40%，塔顶位移最大值的变化率最高达到67.65%。风机结构在地震作用下，最大塔顶位移达到0.72 m，接近塔筒总高度的1%；最大塔筒应力达到249.97 MPa，结构响应较大，位于软土地基的风机结构存在破坏的风险。本文的研究成果为风机结构的设计提供了参考，强调了在风机结构设计中考虑SSI效应的重要性，特别是在软土地区，更应考虑SSI效应对风机动力响应的放大作用。