阀厅结构作为换流站内最为重要的建筑结构,其抗震性能可以影响到直流输电工程的安全稳定运行。我国现行的建筑结构规范要求结构“小震不坏,中震可修,大震不倒”,这样的抗震设计要求虽然能保证普通结构在强震下的生命安全,但远远达不到社会经济发展对换流站工程震后功能的可持续发展要求。阀厅结构的抗震性能不仅仅是结构本身抵抗地震作用的能力,更重要的是阀厅结构对室内电气设备的地震放大效应。所以需要研究换流站阀厅结构的抗震性能并采取合适的消能减震措施来提高阀厅结构的抗震性能,保证换流站阀厅结构在震后功能的稳定运行。本文为提高高烈度地区阀厅结构的抗震性能,首先采用动力特性测试技术对阀厅结构及悬吊阀塔进行了现场动力特性测试工作;然后结合动力特性分析结果对阀厅结构进行了强震作用下的地震响应分析和pushover分析,找到了阀厅结构的抗震薄弱环节;针对阀厅结构的抗震性能和结构特点,设计了适合于阀厅结构的防屈曲支撑耗能减震方案,并经过强震下的地震响应分析,验证了阀厅结构耗能减震方案的有效性;最后结合阀厅结构的动力特性和抗震薄弱环节,探讨了阀厅抗震性能监测检测的方法,设计了阀厅结构传感器布置方案,方便实时监测阀厅结构的动力特性变化。主要结论有:(1)阀厅结构的现场动力测试结果与有限元模拟结果大致吻合,阀厅的前三阶频率分别为2.16Hz、3.25Hz、3.63Hz,振型则为X向平动、Y向平动和X-Y面扭转,同时阀厅的最大扭转周期与最大平动周期之比为0.59,这说明全钢结构阀厅体型较为规范,没有较为明显的扭转效应。另外阀塔的前三阶频率分别为0.75 Hz、0.85 Hz、1.11 Hz,阀塔的前三阶频率很接近,但与阀厅的基频相差较大,可以在阀厅的有限元模型中仅考虑其质量效应。同时,阀塔的前三阶振型表现出低频柔性摆动的特点,这与阀塔由多层框架柔性铰接的特点也比较相符。(2)强震作用下,阀厅结构有较大的地震响应,其中X向的地震响应远大于Y向的地震响应,中间柱的地震响应大于边柱的地震响应,说明阀厅结构抗震薄弱环节可能出现在中间柱的X向。阀厅结构对山墙处的穿墙套管节点处的加速度放大系数较大,说明阀厅结构对室内的电气设备确实起到了一个地震放大作用。同时开展pushover分析后,从结构的角度来看,全钢结构型式的阀厅结构的抗震性能较为良好。但是这是没有考虑到阀厅对内部电气设备的影响,在设计之初,只考虑了通过加大截面的方式加强了阀厅结构的抗震性能,但这种“硬碰硬”的抗震设计,可以达到一种大震不倒的情况,但阀厅作为一个地震放大器,影响到了内部重要电气设备的抗震安全。(3)通过使用大型有限元软件ANSYS,对防屈曲支撑阀厅结构和普通钢支撑阀厅结构分别进行了时程分析,通过输入多条地震波,得到这两种结构的位移、顶点加速度和基底剪力等地震响应结果。设防地震下,防屈曲支撑阀厅结构和普通钢支撑阀厅结构都没有屈服状态,但前者的地震响应小于后者,同时两者的时程曲线较为相似;罕遇地震下,防屈曲支撑的内芯材料先于阀厅主体结构材料进入塑性阶段,其中防屈曲支撑阀厅结构的滞回耗能效果明显,防屈曲支撑的滞回曲线也更加饱满,相比于普通钢支撑阀厅结构,减震效果更加明显,其中阀厅对室内电气设备的地震放大效应大大降低。(4)通过对阀厅抗震性能监测检测方法的调研,论述了阀厅抗震性能监测检测系统的构成以及与结构损伤识别的关系。重点说明了传感器布置在监测检测系统中的意义,并同时结合阀厅结构的动力特性和抗震薄弱环节,设计了高端阀厅传感器布置方案。