張建偉，付 杰，趙 瑜，王 濤，王立彬

（1. 華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，鄭州 450046；2. 水資源高效利用與保障工程河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，鄭州 450046；3. 河南省水工結(jié)構(gòu)安全工程技術(shù)研究中心，鄭州 450046）

0 引 言

泵站出水塔作為連接泵站壓力管道和下游輸水渡槽的塔式輸水結(jié)構(gòu)，因其工作穩(wěn)定、運(yùn)行周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，在提水灌溉工程中得到廣泛應(yīng)用。然而，出水塔作為塔式輸水建筑物，在地震災(zāi)害作用下，極易出現(xiàn)由局部損傷導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)異常運(yùn)行，甚至出現(xiàn)災(zāi)難性破壞[1]。此外，早年修建出水塔結(jié)構(gòu)時(shí)采用的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有些已無(wú)法滿足現(xiàn)有的抗震規(guī)范要求，迫切需要對(duì)其實(shí)施加固或拆除重建工作[2]。因此，研究強(qiáng)震作用下泵站出水塔結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律，對(duì)出水塔結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)、運(yùn)行期間的抗震安全評(píng)價(jià)以及后續(xù)的安全加固具有重要的指導(dǎo)意義[3]。

針對(duì)結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行大量研究，但大多是針對(duì)土木橋梁結(jié)構(gòu)、壩工結(jié)構(gòu)、渡槽等常見(jiàn)重要建筑物進(jìn)行分析，而對(duì)出水塔結(jié)構(gòu)的抗震安全分析尚不多見(jiàn)[4]。出水塔作為灌區(qū)內(nèi)連接泵站壓力管道與渡槽的重要輸水建筑物，其抗震安全性對(duì)于整個(gè)輸水系統(tǒng)的安全至關(guān)重要，因此，非常有必要對(duì)出水塔結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)研究。目前，Sabouri-Ghomi等[5]利用有限元軟件建立冷卻塔模型，通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)水平向和豎向加速度進(jìn)行線性時(shí)程分析，得出冷卻塔受地震激勵(lì)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性以及支柱塑性鉸的位置對(duì)冷卻塔穩(wěn)定性的影響。陶磊等[6]將大型風(fēng)敏感冷卻塔離散為有限元模型，建立剛性地基模型與無(wú)質(zhì)量地基模型，進(jìn)行模態(tài)分析，得到冷卻塔振動(dòng)特性規(guī)律，并推導(dǎo)適用于塔體結(jié)構(gòu)三維粘彈性邊界地震動(dòng)輸入方式，結(jié)合地震響應(yīng)結(jié)果，分析冷卻塔的動(dòng)力特性與內(nèi)力變化，探討土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用影響。馮超[7]分別采用Westergaard附加質(zhì)量法和Housner法建立 2種流固耦合模型，并對(duì)渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和輸入El-Centro波的地震響應(yīng)分析，得出Housner法模型出現(xiàn)的模態(tài)振型階次滯后，且Westergaard附加質(zhì)量法模型的地震響應(yīng)應(yīng)力、應(yīng)變最大值都比Housner法模型的計(jì)算結(jié)果大的結(jié)論，其中節(jié)點(diǎn)位移、速度最大值大約為Housner法模型的0.5～1.7倍。周振綱[8]結(jié)合Westergaard簡(jiǎn)化模型建立考慮流固耦合作用的土-樁-結(jié)構(gòu)一體的三維渡槽結(jié)構(gòu)有限元模型，并設(shè)置2種不同的邊界條件（固支邊界和粘彈性邊界）進(jìn)行地震作用下渡槽結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析，說(shuō)明渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行水平向地震分析時(shí)需要考慮無(wú)限地基的輻射阻尼效應(yīng)，且采用粘彈性邊界模擬無(wú)限域體地基的計(jì)算結(jié)果更加合理。

上述對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)問(wèn)題的研究，大多側(cè)重于抗震設(shè)計(jì)計(jì)算方法的合理性、建立仿真模型的手段、輸入單向、雙向地震波對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等方面，且局限于單一獨(dú)立或結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單的建筑物，而對(duì)于同時(shí)輸入三向地震波，考慮流固耦合效應(yīng)、土體-結(jié)構(gòu)相互作用等影響下塔式連接結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析研究較少。本文以景泰川二期六泵站出水塔為研究對(duì)象，建立水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系出水塔模型，進(jìn)行出水塔體系有無(wú)水體 2種工況下的研究，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)模態(tài)辨識(shí)結(jié)果與出水塔模型干濕模態(tài)計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，驗(yàn)證有限元模型合理性及水介質(zhì)流體對(duì)出水塔體系的影響；在有無(wú)水體 2種工況條件下構(gòu)建粘彈性邊界模型模擬無(wú)限遠(yuǎn)域地基產(chǎn)生的輻射阻尼效應(yīng)，考慮反應(yīng)動(dòng)力分析中水體-結(jié)構(gòu)-地基之間的相互作用，進(jìn)行地震動(dòng)力時(shí)程計(jì)算，與無(wú)質(zhì)量地基模型地震響應(yīng)結(jié)果對(duì)比分析，進(jìn)而總結(jié)水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系出水塔結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)規(guī)律。

1 粘彈性邊界的地震輸入方法

粘彈性邊界中的COMBIN14單元一端固定，另一端與有限人工邊界的邊界節(jié)點(diǎn)相連。當(dāng)?shù)竭_(dá)計(jì)算域的外傳散射波被粘彈性邊界完全吸收時(shí)，人工邊界節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的波動(dòng)效應(yīng)即是自由場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。因此，地震動(dòng)輸入問(wèn)題可通過(guò)作用在人工邊界上的自由場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，最終轉(zhuǎn)化成等效節(jié)點(diǎn)應(yīng)力施加在人工邊界上[9-11]。設(shè)自由場(chǎng)位移向量、速度向量、應(yīng)力張量分別被作用于人工邊界節(jié)點(diǎn)上，人工邊界中彈簧單元的剛度為bK，彈簧阻尼系數(shù)為bC，則等效作用于人工邊界節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力計(jì)算如式（1）。

式中bA表示邊界節(jié)點(diǎn)的有效面積；n表示外法線方向余弦向量；bK為對(duì)角陣，且不同邊界面的表述形式不同，當(dāng)邊界面的外法向平行于x軸時(shí)為于y軸時(shí)為，平行于z軸時(shí)為；同樣也可得bC。

此外，計(jì)算采用的三維人工邊界彈簧-阻尼元件參數(shù)得

式中ρ為介質(zhì)密度；A為節(jié)點(diǎn)等效面積；，分別為P波和S波波速；半徑R為近地場(chǎng)結(jié)構(gòu)幾何中心到該人工邊界點(diǎn)所在邊界線或面的距離；參數(shù)α表示平面波與散射波的幅值含量比，反映人工邊界外行透射波的傳播特性；參數(shù)β表示物理波速與視波速的關(guān)系，反映不同角度透射多子波的平均波速特性。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

景泰川二期工程位于甘肅省景泰縣內(nèi)，是一項(xiàng)大流量、多梯級(jí)電力提水灌溉工程，共建成泵站30座，裝機(jī)容量18.08萬(wàn)kW，灌區(qū)范圍總面積920 km2。選取景泰川二期六泵站出水塔為研究對(duì)象，依據(jù)高程進(jìn)行建模。其中輸水壓力管道嵌筑于鎮(zhèn)墩內(nèi)部，由水平方向進(jìn)入，經(jīng)彎曲后肘向通至上層，且塔身周圍均勻設(shè)截面寬度×高度為50 cm×60 cm的排架柱8個(gè)。在出水塔中層，設(shè)有環(huán)形梁和20 cm厚的隔板作為通水壓力管道橫向水平支撐，并于隔板中間部位上下澆筑 2根混凝土柱體連接，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及整體性。壓力管道出口位于上層儲(chǔ)水池內(nèi)部，儲(chǔ)水池壁厚30 cm，塔頂出口用渡槽斷面與渡槽相接，為改善地基應(yīng)力，采取渡槽第一個(gè)排架基礎(chǔ)與出水塔基礎(chǔ)分別設(shè)置，使排架柱中心與水塔出口相距3 m。出水塔結(jié)構(gòu)布置形式及尺寸見(jiàn)圖1。

圖1 出水塔結(jié)構(gòu)布置形式及尺寸Fig.1 Layout form and dimension of outlet tower

2.2 出水塔模型仿真體系

依據(jù)工程設(shè)計(jì)資料，考慮流固耦合效應(yīng)及地基-結(jié)構(gòu)相互作用，以出水塔底座幾何中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸為壓力管道徑向，Y軸為壓力管道法向，Z軸為豎直方向，創(chuàng)建笛卡爾坐標(biāo)系。采用有限元軟件ANSYS建立2種不同地基的耦聯(lián)體系出水塔結(jié)構(gòu)三維有限元模型（比尺1∶1）?？紤]出水塔作為一種連接結(jié)構(gòu)，將與出水塔連接的一跨渡槽，以附加質(zhì)量形式施加在出水塔頂部。下部壓力管道模擬至第一個(gè)固定支座處，伸出池塔底2.1 m。

無(wú)質(zhì)量地基模型：出水塔塔體采用SOLID65離散，壓力管道采用殼體單元 SHELL63離散，地基采用SOLID45離散，壓力管道及儲(chǔ)水池內(nèi)水體采用APDL編程語(yǔ)言輸入質(zhì)量單元MASS21離散，近域地基范圍52.5 m（水平方向）×52.5 m（水平方向）×26.25 m（豎直方向），該模型共劃分43 313個(gè)單元。

粘彈性邊界模型：出水塔、壓力管道采用的離散單元以及近域地基的范圍與無(wú)質(zhì)量地基模型一致，粘彈性邊界采用APDL編程語(yǔ)言輸入三維彈簧單元COMBIN14構(gòu)建。COMBIN14單元稱為彈簧阻尼單元，具有1D、2D、3D的軸向或扭轉(zhuǎn)能力，可以模擬軸向彈簧-阻尼器的單軸拉壓行為以及扭轉(zhuǎn)彈簧-阻尼器的扭轉(zhuǎn)行為。該模型共劃分54730個(gè)單元。水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系有限元模型如圖2所示。依據(jù)設(shè)計(jì)資料，模型材料參數(shù)見(jiàn)表1。

圖2 粘彈性邊界模型Fig.2 Model of viscoelastic boundary

表1 材料參數(shù)Table1 Material parameters

3 出水塔工作模態(tài)分析

3.1 仿真體系模態(tài)分析

模態(tài)分析可以用來(lái)確定研究對(duì)象的振動(dòng)特性，其結(jié)果是進(jìn)行地震動(dòng)力分析的基礎(chǔ)。采用BlockLanczos法[12]對(duì)無(wú)質(zhì)量地基模型進(jìn)行干、濕 2種模態(tài)分析（干模態(tài)對(duì)應(yīng)無(wú)水工況，濕模態(tài)對(duì)應(yīng)有水工況）。鑒于本文主要是針對(duì)水體-結(jié)構(gòu)-地基這一耦聯(lián)體系進(jìn)行自振特性分析，故選取整體振型圖。耦聯(lián)體系干、濕模態(tài)結(jié)果見(jiàn)表2，主要振型見(jiàn)圖3。

表2 水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系自振特性Table 2 Self vibration characteristic tables of coupling system

圖3 水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系主要振型圖Fig.3 Main vibration patterns of coupling system

由表2和圖3可知：1）出水塔結(jié)構(gòu)干、濕模態(tài)振型相似，故僅列出有水工況的模態(tài)振型圖。水體對(duì)出水塔結(jié)構(gòu)自振頻率影響較大，有水工況相較無(wú)水工況下前 2階振動(dòng)頻率下降13.7%、12.2%。2）有限元計(jì)算得到出水塔在工作期間（濕模態(tài)）的結(jié)構(gòu)基頻為3.23 Hz，振型為X方向擺動(dòng)，第2階頻率為4.95 Hz，為扭轉(zhuǎn)振型。

3.2 基于CEEMDAN-SVD的模態(tài)辨識(shí)

出水塔為多測(cè)點(diǎn)布置，3個(gè)拾振器作為1組，分別沿塔體或輸水壓力管道的徑向、軸向和鉛垂方向布置，如圖4所示。試驗(yàn)時(shí)采用DP型地震式低頻振動(dòng)傳感器[13]。以出水塔正常運(yùn)行為實(shí)測(cè)工況，測(cè)試采樣頻率為204.8 Hz，采樣時(shí)長(zhǎng)為1 500 s。由于泵站機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為600 r/min，轉(zhuǎn)頻在10 Hz附近，且泵站轉(zhuǎn)輪葉片與水流沖擊引起的振動(dòng)頻率為60 Hz左右，為精準(zhǔn)突出出水塔在工作期間的基頻，特將10 Hz及其倍頻濾除。同時(shí)，為保證辨識(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性，考慮出水塔上部響應(yīng)較大，以塔體上部的 4個(gè)測(cè)點(diǎn) 9～12測(cè)點(diǎn)為例，運(yùn)用文獻(xiàn)[14]提出的CEEMDAN-SVD方法濾除強(qiáng)背景噪聲，提取結(jié)構(gòu)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)特征信息。鑒于出水塔運(yùn)行條件比較復(fù)雜，單測(cè)點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)反映的結(jié)構(gòu)運(yùn)行特征信息有限，因此，采用方差貢獻(xiàn)率信息融合方法對(duì) 9～12測(cè)點(diǎn)降噪后的信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)融合，提取出水塔的完整工作特征信息[15-19]。融合后的出水塔振動(dòng)信號(hào)頻譜如圖 5所示，仿真計(jì)算與模態(tài)辨識(shí)結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表3。

由圖5和表3可知：出水塔運(yùn)行期間的主要振動(dòng)頻率有3.3、5.1 Hz，工作基頻為3.3 Hz，模態(tài)分析結(jié)果與CEEMDAN-SVD方法得到的特征峰值吻合度很高，最大誤差為2.1%，2者相互印證，表明水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系出水塔有限元模型合理[20-22]。

圖4 測(cè)點(diǎn)布置示意圖Fig.4 Diagram of points layout

圖5 出水塔振動(dòng)信號(hào)頻譜圖Fig.5 V:bration signal frequency spectrum of outlet tower

表3 CEEMDAN-SVD辨識(shí)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比Table 3 Results of CEEMDAN-SVD identification and finite element calculation

4 不同地基下出水塔地震響應(yīng)分析

4.1 地震動(dòng)輸入

以水體-結(jié)構(gòu)-地基耦聯(lián)體系出水塔模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建考慮土體-結(jié)構(gòu)相互作用的無(wú)質(zhì)量地基模型和粘彈性邊界模型，其中粘彈性邊界模型在其地基底邊界和四周側(cè)邊界添加COMBIN14彈簧-阻尼器單元，用以模擬無(wú)限域地基[23-24]的輻射阻尼效應(yīng)。根據(jù)工程所在地點(diǎn)，參考《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)相關(guān)參數(shù)要求，仿真計(jì)算中選取蘭州波作為動(dòng)力響應(yīng)分析的地震動(dòng)輸入時(shí)程，同時(shí)輸入三向地震波時(shí)程，豎直向峰值取水平向的2/3，地震波的輸入方法如前文所述，輸入時(shí)程的步長(zhǎng)為0.02 s，總時(shí)長(zhǎng)為20 s。采用Seismosignal地震波處理軟件將地震加速度時(shí)程進(jìn)行積分，去基線漂移處理，實(shí)現(xiàn)等效應(yīng)力的轉(zhuǎn)化。水平向地震波加速度如圖6所示。

4.2 控制節(jié)點(diǎn)相對(duì)位移對(duì)比

針對(duì)無(wú)質(zhì)量地基模型與粘彈性邊界模型分 2種工況（工況1為有水工況，工況2為無(wú)水工況）輸入三向地震波，進(jìn)行時(shí)域動(dòng)力分析[25]。由于出水塔頂部響應(yīng)最大，選取塔頂外沿控制節(jié)點(diǎn) A，以塔基底部幾何中心點(diǎn)的位移響應(yīng)為基準(zhǔn)，求解出水塔的相對(duì)位移，對(duì)比 2種地基模型在2種工況下控制節(jié)點(diǎn)A的相對(duì)位移時(shí)程結(jié)果，進(jìn)而研究出水塔地震響應(yīng)規(guī)律。不同工況相對(duì)位移對(duì)比如圖7所示，A點(diǎn)位移響應(yīng)最大值如表4所示。

圖6 地震波加速度時(shí)程曲線Fig.6 Time history curve of seismic wave acceleration

圖7 相對(duì)位移對(duì)比圖Fig.7 Relative displacement contrast diagram

由圖7和表4可知：1）2種工況下粘彈性邊界模型產(chǎn)生的位移響應(yīng)均滯后于無(wú)質(zhì)量地基模型一個(gè)固定時(shí)刻，這是由于粘彈性邊界的地震波由地基底部入射，傳至地基表面需要時(shí)間。2）2種工況下粘彈性邊界模型與無(wú)質(zhì)量地基模型的X、Y向位移響應(yīng)均比Z向位移響應(yīng)大，其主要是因出水塔結(jié)構(gòu)本身橫向剛度較小，縱向剛度較大。3）同一工況下粘彈性邊界模型得到的結(jié)果相較無(wú)質(zhì)量地基模型的結(jié)果均下降，工況 1位移響應(yīng)最大降幅38.5%，工況2位移響應(yīng)最大降幅53.1%，說(shuō)明粘彈性邊界能夠考慮無(wú)限遠(yuǎn)域地基的輻射阻尼效應(yīng)，使得出水塔動(dòng)力響應(yīng)降低。4）同一模型下工況2相較工況1的地震位移響應(yīng)結(jié)果均下降，粘彈性邊界模型位移響應(yīng)最大降幅63.8%。無(wú)質(zhì)量地基模型位移響應(yīng)最大降幅51.3%，其原因是：水體質(zhì)量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)整體慣性力顯著增大，從而使水體-地基-結(jié)構(gòu)耦合體系地震響應(yīng)幅值增大，因此在泵站出水塔抗震設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)塔內(nèi)水體不應(yīng)忽略。

表4 2種工況下不同模型塔頂控制節(jié)點(diǎn)A相對(duì)位移最大值Table 4 Maximum value of relative displacement of control node A on different model tower top under two working conditions（m）

4.3 主應(yīng)力對(duì)比

針對(duì)無(wú)質(zhì)量地基模型與粘彈性邊界模型分 2種工況（工況1為有水工況，工況2為無(wú)水工況）輸入三向地震波，進(jìn)行時(shí)域動(dòng)力分析。2種地基應(yīng)力分布基本一致。在此列出不同工況下粘彈性邊界應(yīng)力云圖。同時(shí)，提取不同地基下不同工況下典型特征節(jié)點(diǎn)G的應(yīng)力時(shí)程曲線進(jìn)行對(duì)比分析。應(yīng)力云圖如圖 8所示，應(yīng)力時(shí)程曲線對(duì)比如圖 9所示。不同工況下各個(gè)位置控制節(jié)點(diǎn)第一、三主應(yīng)力最大值如表5所示。

由圖8、圖9和表5可知：1）同一工況下粘彈性邊界模型得到的應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果相較無(wú)質(zhì)量地基模型的結(jié)果均降低，工況1應(yīng)力響應(yīng)最大降幅達(dá)37.8%，工況2應(yīng)力響應(yīng)最大降幅達(dá)59.2%，這是由于粘彈性邊界可以考慮輻射阻尼效應(yīng)，使得出水塔動(dòng)力響應(yīng)降低[26-28]。2）同一地基模型下工況2相較工況1應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果均較小，粘彈性邊界模型應(yīng)力響應(yīng)最大降幅達(dá)73.1%，無(wú)質(zhì)量地基模型應(yīng)力響應(yīng)最大降幅達(dá)70.1%。這是由于水體質(zhì)量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)整體慣性力顯著增大，從而使水體-地基-結(jié)構(gòu)耦合體系地震響應(yīng)幅值增大[29-30]。3）工況1下第一主應(yīng)力最值為1.929 MPa，第三主應(yīng)力最值為2.099 MPa。工況2下第一主應(yīng)力最值為 1.335 MPa，第三主應(yīng)力最值為1.036 MPa。均滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500102015)要求，出水塔結(jié)構(gòu)可以安全運(yùn)行。4）出水塔結(jié)構(gòu)的第一、三主應(yīng)力最大值出現(xiàn)在一層排架與鎮(zhèn)墩相接位置，表明該位置為抗震薄弱部位，應(yīng)該進(jìn)行加固處理。且同一地基2種工況下控制節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力最值由下至上依高度減小，符合出水塔本身結(jié)構(gòu)特性。

圖8 出水塔主應(yīng)力云圖Fig.8 Principal stress cloud map of outlet tower

圖9 控制節(jié)點(diǎn)G第一、三主應(yīng)力時(shí)程對(duì)比圖Fig.9 First and third principal stress time history contrast diagrams of control node G

表5 工況1各控制節(jié)點(diǎn)應(yīng)力最值Table 5 Maximum stress of each control nodes under working condition 1 （MPa）

5 結(jié) 論

針對(duì)出水塔結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)問(wèn)題，以景泰川六泵站出水塔為研究對(duì)象，考慮流固耦合效應(yīng)，依據(jù)粘彈性邊界理論建立有限元模型，進(jìn)行干、濕模態(tài)計(jì)算與地震動(dòng)響應(yīng)分析，得到如下結(jié)論：

1）通過(guò)干、濕模態(tài)計(jì)算結(jié)果以及 CEEMDAN-SVD辨識(shí)結(jié)果相互對(duì)比分析可知，出水塔結(jié)構(gòu)工作基頻為3.3 Hz，水體降低出水塔的模態(tài)頻率。

2）對(duì)比分析位移及應(yīng)力響應(yīng)可知，工況 1下粘彈性邊界計(jì)算結(jié)果相較無(wú)質(zhì)量地基位移響應(yīng)最值降低38.5%，應(yīng)力響應(yīng)最值降低37.8%。粘彈性邊界模型下工況2相較工況1位移響應(yīng)最值降低63.8%，應(yīng)力響應(yīng)最值降低 73.1%。在本文模型中，水體與粘彈性邊界對(duì)出水塔地震影響效果相反。同時(shí)考慮時(shí)，無(wú)水工況無(wú)質(zhì)量地基條件下的地震位移及應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果均小于有水工況粘彈性邊界響應(yīng)結(jié)果，說(shuō)明水體對(duì)出水塔地震影響更大，更為重要。

3）計(jì)算出水塔地震響應(yīng)時(shí)，水體增加其地震響應(yīng)，不應(yīng)忽略；對(duì)于出水塔地震響應(yīng)計(jì)算的地基條件選擇，無(wú)質(zhì)量地基偏于安全，粘彈性邊界能夠考慮無(wú)限地基輻射阻尼，建議選用粘彈性邊界。研究成果可為后續(xù)出水塔結(jié)構(gòu)模態(tài)辨識(shí)及地震分析提供理論指導(dǎo)。

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