地震评估：通过详细调查和准响应谱研究最可能的地震事件

如果将风力机安装在根据以前地震活动记录认为是震中活动带的地区，就应该考虑地震效应。

对于有地震活动详细信息的地区，这一地区的地震情况就可以根据这些信息决定。

而对于那些没有地震活动详细信息的地区，地震情况可以通过详细的调查得到，这包括对地质历史和当地的地震事件的研究。

如果一个地区被认为是地震活跃地区，而且风力机被认为会受到可能的地震影响，那么就要对该区域和当地的地质情况进行评估，以确定相对于地质缺陷的位置、震中和焦点的距离、能量释放机理以及能量衰减特征。当地的土壤条件也应该被考虑进来，因为这些也会影响到地面的运动。评估应该同时考虑设计地震和最可能的地震。

如果将风力机设计安装在可能发生地震的地方，风力机就必须设计为能够承受地震载荷。为了实现这个目的，可以使用以所谓准响应谱（Pseudo response spectra）表示的响应谱。

结构的准响应谱定义了位移、速度和加速度。对于给定的阻尼比γ和角频率ω，准响应谱S给出了所讨论响应过程中响应的最大值。这可以从地面加速度的历史记录通过杜哈梅尔（Duhamel）积分计算得到。考虑下面的准响应谱：

1）S_D位移响应谱；

2）S_V速度响应谱；(www.xing528.com)

3）S_A加速度响应谱。

对于一个轻阻尼结构，满足下面的近似关系：

S_A≈ω²S_D

S_V≈ωS_D

应用这些式子足以建立加速度谱，并可以用来计算其他的两个谱。对于不同的阻尼比γ可以将三个谱画在一起，如图3-15所示。在这个例子中，周期T=2π/ω用来代替谱参数ω。

分析风力机结构在地震时诱发的一个垂直方向、两个水平方向上的加速度是很重要的。由于动态系统的对称性，常常可以将两个水平方向的分析减少为一个水平方向的分析。垂直加速度可能会引起塔架的屈曲。由于预先没有预料到有包括垂直运动这样多的动力学响应，所以塔架应该针对由于地震引起的最大垂直加速度进行屈曲分析。通常情况下都认为屈曲仅仅与两个方向的地面运动有关。为了分析水平方向上的运动和加速度，风力机可以用位于垂直杆顶端的集中质量来表示，可以直接应用响应谱来计算地面运动引起的水平载荷。图3-15给出了一个准响应谱的例子。对于典型的风力机，集中质量可以认为是机舱的质量，包括风轮质量再加上1/4的塔架质量。