主副厂房不同连接形式对GIS室抗震性能的影响

厂房结构的抗震安全对于水电站正常稳定运行意义重大。结合某贯流式水电站的工程实例,通过建立包括主、副厂房和基岩在内的厂房坝段整体三维有限元模型,研究了主厂房屋面网架与排架柱不同连接形式、主副厂房间不同连接形式下厂房结构的固有振动特性,并对振源进行了分析和共振校核。采用反应谱分析法分析了该贯流式水电站厂房的抗震性,研究了地震荷载作用下与GIS室相连接的主厂房下游排架柱和副厂房上下游排架柱地震反应的影响规律。结果表明,主厂房屋面网架与排架柱铰接,且主副厂房间整体连接可明显提高副厂房中GIS室的刚度和抗震性能,研究结果可应用于实际工程。     

地震荷载作用下水电站厂房结构的振动应力分析

结合三峡右岸电站某机组段建立了三维数值计算模型,采用有限元与无限元耦合系统模拟水电站厂房结构无限域地基问题并应用时间历程分析法进行地震荷载作用下的动力响应计算。在蜗壳结构外围混凝土发生塑性损伤的基础上,分析了电站厂房在地震动荷载激励下各部位混凝土结构、流道系统金属结构的振动应力峰值。结果表明,地震荷载作用下混凝土结构的振动应力水平较低,对混凝土动力强度复核影响不明显,流道系统金属结构的振动应力水平较低,不会发生因强度不足而引起的破坏。     

不同边界条件下抽水蓄能电站地下厂房地震动响应分析

随着抽水蓄能电站运行水头和转速的不断提高,边界条件对厂房结构震动影响问题日益突出。为此,以某抽水蓄能电站地下厂房为例,通过建立其有限元三维模型,利用振型分解反应谱分析方法分析了不同边界条件下厂房的抗震性能,研究了地震情况下四种不同边界条件下厂房主要结构的反应特性。结果表明,是否考虑围岩对地下厂房稳定性并无很大影响,顺河向地震荷载对厂房作用影响很小;考虑粘弹性边界条件对顺河向地震波有一定放大作用,不可忽略,而叠加后的总位移值相对无质量边界条件有一定比例下降,下部结构有一定比例上升。研究结果为厂房抗震结构设计与安全分析提供了依据。     

基于粘弹性人工边界的动力数值模拟范围研究

为分析地下厂房数值模型及围岩取值范围对厂房动力特性的影响,基于粘弹性人工边界基本理论,编写了Abaqus中快速施加粘弹性人工边界的程序。结合某抽水蓄能电站地下厂房结构,建立了不同数值模型及围岩取值范围的三维有限元数值模型,采用谐响应分析方法计算了机组振动荷载作用下的厂房动力响应。结果表明,地下厂房动力特性分析应采用粘弹性人工边界条件下包含0.5倍厂房跨度的围岩,并考虑地下厂房所有结构的数值模型。     

桩—土—渡槽—水相互作用动力特性分析

目前,对渡槽抗震性能的研究多集中在槽身与水体的流固耦合问题上,对桩土间的动力相互作用则研究较少,然而桩土相互作用会影响渡槽结构对动荷载尤其是地震荷载的反应。为探究桩土相互作用对渡槽结构动力特性的影响,采用大型有限元软件ABAQUS对南水北调中线工程双洎河渡槽建立了同时考虑流固耦合和桩土相互作用的桩—土—渡槽—水三维仿真力学模型,并进行了不同工况下的自振频率及振动模态分析。结果表明,与固结模型相比,考虑桩土相互作用的渡槽结构在地震荷载作用下自振频率减小,桩土相互作用改变了渡槽结构动力特性。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构振动响应分析

通过建立宜兴抽水蓄能电站地下厂房三维有限元模型对厂房整体结构进行了模态分析和共振复核,采用谐响应动力分析法及时间历程响应分析法分别计算了厂房结构在各种机组动荷载作用下的振动响应及从正常运行工况向飞逸工况过渡过程中的振动响应,并根据国内外有关规程提出了振动评价标准.研究结果表明,厂房结构共振的可能性较小,振动响应均在允许范围内.     

地下洞室岩体动力本构模型研究及应用

岩体动力本构是研究地下洞室围岩抗震稳定的基础,但目前尚无普遍认可和较成熟的适用于地下洞室围岩地震分析的本构模型。结合已有试验研究成果,基于考虑地震动荷载作用下的岩体强化特性和地震波循环加载情况下的岩体疲劳损伤特性,提出一种适用于地下洞室群抗震分析的岩体弹塑性损伤本构模型,并嵌入到自主开发的显式有限元计算程序,应用于我国西南某大型地下厂房洞室群围岩抗震稳定分析。计算结果表明,设计地震情况下该洞室群围岩基本稳定,但洞室开挖中损伤较严重的区域在地震过程中其损伤程度可能会成倍增加,是抗震支护的重点区域。     

三峡水电站厂房结构动力分析与优化

对三峡水电站厂房结构的固有振动特性和在７度的震作用下的动力响应进行了整体有限元法分析计算,对各种技术设计方案和重要影响因素进行了分析比较,人自振特性、动位移和动应力的控制指标出发进行了动力优化设计,提出了抗震设计的理论依据。     

密松水电站副厂房结构抗震分析

水电站副厂房是设置重要电气设备和工作人员工作的主要场所,其抗震安全性直接关系到整个电站的安全运行,以密松水电站副厂房为例,采用振型分解反应谱法对其结构进行抗震计算分析,给出了结构自振特性及在地震作用下的动应力、动位移,并采用最不利组合法将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,对叠加后的结构应力及位移进行评估分析。结果表明,高地震烈度下,副厂房结构上部纵、横梁底部应力较大,建议在这些部位增大梁截面尺寸或加强配筋,以保证副厂房结构的安全运行。     

水口水电站发电机层楼板振动分析

通过建立三维有限元模型对水口水电站发电机层楼板进行振动分析,研究了厂房的自振特性并进行共振校核,分析了发电机层楼板各象限和机墩周围上、下游及左、右侧在机械振动荷载和蜗壳水流脉冲压力作用下的振动响应,并对发生较强烈响应对应频率下的荷载进行时程分析.结果表明,发电机层楼板未发生共振,楼板在蜗壳水流脉冲压力荷载作用下的响应较强烈,机墩周围在机械振动荷载作用下的响应较强烈,在楼板某些区域处振动响应的放大倍数接近10倍,部分振动响应值超出允许范围,在机组正常运行中应避免不利频率出现,并加强对该区域的监测和预警.     

大型水轮机振动对地下厂房结构安全性的影响

针对大型水轮机组运行时的振动对厂房结构安全性的影响问题,采用有限元分析软件建立了泵站厂房结构的有限元模型,对结构进行了共振校核,并采用谐响应分析法对泵站厂房在不同工况下的振动反应进行计算分析,获得了各工况下泵站厂房各部位各方向的振动反应情况。参照相关规范对结果进行分析,表明厂房结构在各工况下的振动响应基本满足正常使用要求,为泵站厂房的结构安全性和确保水泵机组的正常运行提供了依据。     

大型水电站地下厂房结构动力特性研究

以某在建大型水电站地下厂房结构为例,建立了地下厂房结构的三维有限元计算模型,全面分析了不同的边界条件、风罩形式、材料下的机组支承结构的自振特性并进行了共振校核,采用谐响应法计算结构的动态响应,对最大振幅进行了校核。结果表明,该模型为地下厂房结构的优化设计、改进抗振特性及确保机组安全运行提供了理论依据。     

某坝后式厂房的静动力分析

金沙江某坝后式大型水电站位于地震高烈度区,分析其厂房结构在静、动力作用下的内力分布,对工程设计意义重大。采用大型三维有限元软件ANSYS建立厂房结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中考虑正常蓄水位、校核洪水位、检修三个工况,得到结构应力与位移分布。动力计算采用block lanczos法进行模态分析,得到厂房整体结构的自振特性,提取前10阶振型,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,分析和评估厂房结构各部位的动静变形和应力。结果表明,厂房结构刚度设计合理,部分区域出现应力集中现象,需提高强度,为类似工程提供了参考。     

不同厂坝连接型式下的厂房稳定性分析

针对某坝后式水电站厂坝连接问题,建立了包括厂坝、基岩及其软弱结构带在内的整体有限元模型,并在分缝处设置以接触力为未知量的接触单元,采用有限元混合法研究了在自重、水压力、地震作用及泄洪振动下,不同厂坝连接型式下厂房受力变形特征、厂坝整体抗滑稳定性及厂房泄洪振动响应特性。结果表明,厂坝平缝连接既能有效改善厂房的静动力响应状态（应力、位移、加速度等）,又能提高厂房结构、机组正常稳定运行及厂坝整体抗滑稳定安全系数,具有一定的合理性和工程实际意义。     

三峡电站厂房振动及测试

为保障三峡电站厂房在振动情况下的安全运行,采用有限元法对三峡电站厂房机组段进行自振特性分析和共振复核,并通过模型试验得到流道的脉动压力值,分析厂房结构在脉动水压力下的振动反应,计算结果显示满足振动控制标准要求。为验证分析结果,对在156m水位下机组运行时楼板的振动进行了现场测试。结果表明,实测数据与计算分析结果在幅值、频率和分布规律上较接近,建立模型计算脉动压力值施加于厂房后的计算厂房振动方法可行。