通信设备及塔架地震破坏易损性分析

摘要

通信系统是生命线工程系统中的重要部分，其抗震性能的好坏决定了在地震后是否可以顺利向灾区外传递救灾需求信息，在震后救灾中具有巨大的作用，因此进行通信系统地震易损性研究，在地震前预测其可能的灾害后果，对减轻城市灾害，提高地震发生时的救灾效率是十分必要的。
　　本文针对通信系统中的通信设备和通信塔架进行了震害预测和地震易损性分析研究，为通信系统地震灾害评估提供了基础。
　　本文的研究内容如下:
　　首先对通信系统三个重要组成部分，即通信建筑物、通信塔架和通信设备的国内外地震破坏易损性分析方法进行了归纳总结，并将现今应用较广泛的方法在文章中进行了阐述，同时提出了每种方法的优缺点。
　　其次利用文中阐述的方法，对广东省惠州市和阳江市的移动、联通及电信的通信设备进行较为全面的震害预测分析:将分析方法做了详细的介绍，同时给出分析计算过程，最后分别得出两个城市通信设备地震失效率矩阵和震害预测分析结果，可为广东省惠州市和阳江市通信系统地震灾害及损失评估提供参考。
　　最后着重对文中阐述的通信塔架结构的地震易损性进行了研究，得到了易损性曲线。利用ABAQUS有限元分析软件建立典型塔架结构有限元模型，进行模态分析与Pushover分析，分别获得典型塔架结构前六阶模态阵型和塔架的Pushover曲线，由此得到塔架结构不同损伤状态的损伤指标限值。采用Latin超立方采样技术，考虑了塔架所用钢材抗拉极限强度的随机性、钢材延伸率的随机性，以及输入地震动的随机性，对塔架结构地震反应进行统计分析，获得该塔架地震反应概率分布特征，并给出不同损伤程度的易损性曲线。该易损性曲线即可用于该类通信塔架结构地震经济损失评估。

目录

摘要

1 绪论

1．1 本文研究背景和意义

1．1．1 生命线工程系统及其重要性

1．1．2 国内外通信系统震害情况

1．1．3 通信系统在地震发生时关键作用

1．2 通信系统震害预测研究现状

1．2．1 通信建筑物震害预测研究发展

1．2．2 通信塔架震害预测研究发展

1．3 通信塔架类型介绍

1．4 研究的主要内容及存在的问题

1．4．1 目前研究中存在的问题

1．4．2 本文研究的主要内容

2 震害预测分析计算理论

2．1 通信建筑震害预测分析方法

2．1．1 经验分析法

2．1．2 理论分析法

2．1．3 钢筋混凝土框架结构震害预测

2．1．4 基于地震动参数的震害预测方法

2．2 通信塔架震害预测分析方法

2．3 通信设备震害预测分析方法

2．3．1 依据通信设备抗滑移和抗倾覆能力

2．3．2 参考供电设备分析

2．4 本章小结

3 通信设备震害预测实例分析

3．1 广东省惠州阳江通信设备概况

3．1．1 通信设备的主要构成及固定形式

3．1．2 广东省惠州市通信设备概况

3．1．3 广东省阳江市通信设备概况

3．2 通信设备震害预测分析方法

3．2．1 通信设备水平地震作用计算

3．2．2 项部有支撑构件设备

3．2．3 顶部无支撑构件设备

3．2．4 浮放设备

3．2．5 设备失效判定及失效概率计算

3．3 广东省通信设备震害预测分析结果

3．3．1 计算公式中各参数取值情况

3．3．2 惠州市通信设备震害预测分析结果

3．3．3 阳江市通信设备震害预测分析结果

3．4 通信系统抗震对策

3．5 本章小结

4 通信塔架易损性分析

4．1 塔架有限元建模

4．1．1 ABAQUS有限元软件简介

4．1．2 通信塔架典型代表结构模型的建立

4．1．3 典型模型单元及约束的选取

4．2 塔架结构模态分析

4．3 塔架结构Pushover分析

4．3．1 Pushover分析加载

4．3．2 Pushover分析结果

4．4 塔架易损性研究

4．4．1 塔架损伤指标

4．4．2 地震波选取

4．4．3 随机变量

4．4．4 地震动及模型材料参数输入

4．4．5 塔架顶点相对基底位移角

4．4．6 塔架结构易掼性分布函数及易损性曲线

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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