有限元模型
《農業工程學報》2018年第34卷第11期刊載了華北水利水電大學張建偉、付傑、趙瑜、王濤和王立彬的論文——「水體-結構-地基耦聯的泵站出水塔地震響應分析」。該研究由國家自然科學基金項目（項目號：51679091）等資助。
泵站出水塔是一種連接泵站壓力管道和下遊輸水渡槽的塔式輸水結構，在提水灌溉工程中得到廣泛應用。在地震災害作用下，泵站出水塔極易出現由局部損傷導致的結構異常運行，甚至出現災難性破壞。因此，研究強震作用下泵站出水塔結構的地震響應規律，對出水塔結構的抗震設計、抗震安全評價以及安全加固具有重要的指導意義。
利用有限元軟體ANSYS，該文建立了三位一體出水塔結構體系模型；結合模態計算方法，進行出水塔體系在有、無水體兩種工況下的模態研究；通過處理現場實測資料，運用CEEMDAN-SVD方法、方差貢獻率信息融合方法，提取出水塔固有工作頻率，並與流固耦合模型幹、溼模態結果對比分析，驗證水介質流體對出水塔體系自振特性的影響。
以辨識及模態分析結果為基礎，選取蘭州波作為動力響應分析的地震動輸入時程，分有、無水體兩種工況，對無質量剛性地基模型與粘彈性人工邊界模型同時輸入三向地震波時程，對比分析相對位移時程結果以及出水塔塔體控制節點處拉壓應力最值，進而探討水體-結構-地基耦聯繫統相互作用的影響規律。
研究表明：出水塔結構工作基頻為3.3 Hz；粘彈性邊界模型在地震計算中能夠考慮輻射阻尼效應，與無質量地基模型計算結果相比，出水塔特徵點的位移響應最大值降低38.5%，應力幅值降低37.8%。
研究成果可為後續出水塔結構模態辨識及地震分析提供理論指導。
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