基于反应谱法的岸塔式进水塔抗震稳定性分析

基于大型有限元软件ABAQUS,以某岸塔式进水塔为研究对象建立三维有限元仿真模型,利用反应谱法对该进水塔在地震作用下的稳定性进行分析,总结评价最大应力产生的位置,并提出相应的加固处理措施。结果表明,进水塔回填混凝土高程位置出现了最大值为2.337 MPa的拉应力,建议选取合适的回填高程并加强回填高程附近的配筋;底部、纵向连系梁、横连系梁应力比较大,塔体部位应力较小,在设计过程中建议增强连系梁的配筋,研究结果可为同类工程提供参考。     

高耸进水塔拦污栅墩连系梁结构体系的抗震分析

针对高耸进水塔拦污栅墩连系梁结构在地震作用下容易产生较大的拉应力的现象,采用ANSYS有限元分析理论,建立进水塔有限元模型,选用反应谱法计算进水塔结构在地震作用下的动力响应。通过设计3种方案,对比研究拦污栅墩连系梁结构存在的必要性以及横梁(垂直水流向)、纵梁(顺水流向)尺寸大小对进水塔关键部位的应力和形变的影响。结果表明:高耸进水塔结构,增大横梁尺寸可减小自身轴向拉应力、并限制拦污栅墩位移。而增大纵梁尺寸则会对局部结构产生不利影响,因此适当增加横梁尺寸,减小纵梁尺寸可有效降低成本,提高结构安全度。该研究可为结构相似的进水塔拦污栅墩的连系梁尺寸调整提供参考。     

塔侧混凝土回填高度对长拦污栅墩进水塔的动力影响分析

为了研究侧面混凝土回填高度对长拦污栅墩进水塔结构动力响应的影响规律,提高拦污栅框架结构的抗震性能,针对高耸进水塔结构建立不同塔侧回填高度的三维有限元模型进行动力计算,系统分析了侧面混凝土回填高度对进水塔自振特性、位移和应力的影响规律。结果表明：过高的塔侧回填会导致拦污栅墩部分连系梁的压应力超出混凝土抗压强度而发生断裂;无塔侧回填则会造成塔体横河向位移较大,同时连系梁的拉应力均比较大;合理的塔侧回填高度能够有效降低长拦污栅框架结构的应力,限制进水塔横河向位移,并且提高结构整体抗震性能。提出了长拦污栅墩进水塔侧面回填高度的合理范围,可供类似工程借鉴。     

基于时程分析法的进水塔连系梁结构动力响应

针对高耸进水塔连系梁结构在动力荷载作用下容易发生破坏的问题,采用时程分析法,计算进水塔结构在地震荷载下的动力响应,对比研究横梁与纵梁截面形式与截面尺寸对进水塔关键部位的应力和位移的影响。结果表明：增大横梁整体截面尺寸,不仅可以减小横梁的轴向拉应力,而且可以限制拦污栅墩的位移;增大横梁端部截面尺寸的效果与增大横梁整体截面尺寸的相似,且混凝土用量有一定程度减少;增大纵梁整体截面尺寸会使其轴向拉应力增大,与胸墙连接部位的最大主应力也有所增大,将对结构产生不利影响;增大纵梁端部截面尺寸可减小纵梁自身的轴向拉应力,对进水塔结构的安全有利。     

工作桥对进水塔整体结构的抗震性能影响研究

地震作用下,进水塔与工作桥、库水、地基的相互作用复杂。通过建立塔身主体结构-启闭机房-工作桥-地基-库水整体有限元模型,基于势流体理论模拟结构与库水的相互作用,采用黏弹性人工边界考虑地基辐射阻尼,研究结构与库水、工作桥和地基的动力相互作用对进水塔整体体系自振特性和地震动力响应的影响。结果表明：在正常蓄水位下,工作桥的存在会使进水塔结构的顺流向位移最大减小25.15%,加速度最大减小14.33%,进水塔关键点最大拉应力降幅可达12.0%以上;考虑地基的辐射阻尼效应时,进水塔结构的动力响应明显减小,其关键点的最大拉应力降幅可达40%以上。相比工作桥,地基辐射阻尼效应对进水塔地震作用下动水压力、加速度、位移和应力响应的影响更加显著。     

基于有限单元分析法的电站进水塔抗震稳定性分析

为更好研究某水电站进水塔结构设计的合理性及抗震性,文中基于有限单元分析方法对该进水塔进行数值模拟计算.分别应用反应谱法与时程分析法计算了该进水塔典型结构在发生地震时塔基承载力及抗滑稳定性,计算了静力工况下启闭机启闭时塔基承载力及抗滑稳定性.同时给出了两种工况下,进水塔典型位置的竖向应力和最大主应力.计算结果显示,该进水...     

百色水利枢纽水电站进水塔基础应力分析

百色水利枢纽水电站进水塔基础地质条件复杂.基础强度安全由完建工况下1号机组进水塔基础应力控制.材料力学分析法和空间有限元分析法对1号机组进水塔基础的计算结果表明进水塔结构设计优化和基础灌浆补强处理后,基础应力满足设计要求.     

进水塔塔背回填抗震设计优化研究与动态响应分析

为分析塔背不同回填材料与不同回填厚度对进水塔动态响应的影响,建立6种回填材料与4种回填厚度相互组合下的数值试验模型,对进水塔进行动力分析。对比进水塔关键部位的应力与位移发现:回填材料的不同对塔背与回填交界区域应力有一定影响,石渣回填时,此区域应力最大值有很大减小,接触面应力分布状态也发生了变化;回填厚度对塔顶位移的影响不大。根据数值试验的计算结果与分析规律,合理使用石渣回填,设计了一种新的回填型式。此型式下塔背与回填交界区域不在为集中应力发生的部位;接触面最大应力大幅减小,相同部位的应力值减小;大应力区位置向下偏移,且区域变大、变宽,说明新回填型式改善了进水塔结构的应力状态,对其安全很有利。将提出的回填方法应用于某泄洪洞进水塔结构中,对比分析了新回填型式与原回填型式两种情况下此进水塔塔背与回填交界角点应力时程曲线、塔背与回填接触面应力云图与损伤云图。结果表明新回填型式下进水塔与回填接触面的动态响应得到了很大改善,该方法对进水塔结构的抗震与安全具有重要意义,可供类似工程借鉴。     

进水塔塔背回填抗震设计优化研究与动态响应

为分析塔背不同回填材料与不同回填厚度对进水塔动态响应的影响,建立6种回填材料与4种回填厚度相互组合下的数值试验模型,对进水塔进行动力分析。对比进水塔关键部位的应力与位移发现:回填材料的不同对塔背与回填交界区域应力有一定影响,石渣回填时,此区域应力最大值有很大减小,接触面应力分布状态也发生了变化;回填厚度对塔顶位移的影响不大。根据数值试验的计算结果与分析规律,合理使用石渣回填,设计了一种新的回填型式。此型式下塔背与回填交界区域不在为集中应力发生的部位;接触面最大应力大幅减小,相同部位的应力值减小;大应力区位置向下偏移,且区域变大、变宽,说明新回填型式改善了进水塔结构的应力状态,对其安全很有利。将提出的回填方法应用于某泄洪洞进水塔结构中,对比分析了新回填型式与原回填型式两种情况下此进水塔塔背与回填交界角点应力时程曲线、塔背与回填接触面应力云图与损伤云图。结果表明新回填型式下进水塔与回填接触面的动态响应得到了很大改善,该方法对进水塔结构的抗震与安全具有重要意义,可供类似工程借鉴。     

层间隔震对进水塔结构防震效果的评价研究

提高进水塔结构抗震水平对水利水电工程的安全运行具有重要意义和价值.文章以辽宁省胜利水电站进水塔为例,利用数值模拟的方法对设置和不设置层间隔震两种不同工况在地震条件下的进水塔结构的自振特征、位移和应力进行模拟计算.结果显示,在进水塔排架底部与进水塔塔体接触部位设置层间减震具有良好的减震效果,建议在工程设计中采用.     

高耸进水塔塔后回填高度对其抗震性能的影响

针对高耸进水塔塔后回填高度的选取问题,规范未给出通用的取值范围,在计算分析时一般只考虑塔后回填对塔体应力的影响,对塔后回填与基岩交接处的应力涉及较少。在保证进水塔稳定的条件下,采用ANSYS有限元分析理论,建立进水塔三维有限元模型,选用反应谱法计算了进水塔在地震作用下的动力响应,对比分析了不同塔后回填高度对进水塔结构自振频率、位移、塔体应力、回填与基岩交接处应力的影响程度。结果表明:塔后回填高度在一定范围内时,塔后回填能够有效提高塔体的自振频率,改善塔体的位移及应力,塔后回填混凝土与基岩交界面处的应力值有小幅度的增大;当塔后回填高度超过一定值时,回填高度的增加对塔体的自振频率、位移、应力的改善逐渐减弱,塔后回填混凝土与基岩交界面处的应力出现突增。综合分析得出此类进水塔合理的回填高度约为0. 64倍塔高。     

金安桥电站进水塔三维有限元静动力分析

文章采用大型有限元计算软件建模和计算,对进水塔在静、动力状态下其应力和变形的分布规律进行了研究.通过静力计算分析进水塔结构各部位的应力和位移,验证结构的强度要求.通过动力计算确定自振频率,进而分析地震对塔体结构的影响.     

进水塔底板抗震优化设计与有限元数值模拟

进水塔塔体底板上表面直接承受静水压力作用,且在地震荷载下承受进水塔结构与基岩的连接,因此应力峰值较大。基于ABAQUS有限元软件模拟不同进水塔底板厚度模型。通过分析地震荷载作用下进水塔的应力位移结果,探讨进水塔合理底板厚度的选择原则及与基岩的相对刚度比的关系。数值模拟计算结果表明底板太薄结构安全性得不得保证,底板过厚将增大工程成本且对结构受力没有明显改善。研究结果为进水塔底板厚度设计及优化提供有效的理论支持。     

地震作用下进水塔上部混凝土排架型钢截面形式优选研究

进水塔属于高耸建筑物,不仅需要进行静力分析,还需要进行地震作用下的动力分析.以辽宁省抚顺市清原抽水蓄能电站进水塔为例,利用数值模拟进行了地震作用下进水塔上部混凝土排架型钢截面形式优选研究,结果显示方形截面方案的位移量最小,应力水平最低,为最佳设计方案,建议在工程设计中采用.     

基于三维有限元的进水塔结构设计与安全措施

以前坪水库泄洪洞进水塔为例,根据其地质条件、运行条件,采用三维有限元法建立结构模型,在一定的边界条件下进行有限元计算。根据应力计算结果,分析进水塔塔体各部位的受力情况,总结其应力分布规律,确定进水塔结构的关键部位,选择合适的结构尺寸,并采取相对应的工程措施保证进水塔的结构安全满足设计要求。在进水塔结构与山体连接部位设置观测仪器,根据观测数据对进水塔与山体之间的相互作用进行分析,初步验证结构实际受力情况。     

猴子岩水电站高进水塔三维有限元分析

大渡河猴子岩水电站地处高地震裂度区,同时其进水塔结构较高,需进行结构抗震设计。采用ANSYS有限元软件对猴子岩水电站非常泄洪洞进水塔进行了静、动力分析,研究了进水塔结构自振特性,同时将动力计算结果和静力计算结果叠加,对进水塔的抗震性能进行评价。通过综合比较各工况下的进水塔结构应力计算结果,发现地震、温度荷载是进水塔结构产生拉应力的主要因素,但拉应力范围较小,主要出现在外形突变处,可适当配置钢筋。对进水塔整体结构开展抗滑、抗浮和抗倾整体稳定分析,结果表明进水塔整体稳定性良好。     

进水塔结构三维有限元动力时程分析

采用三维有限元动力时程分析方法,对某进水塔在地震状态下的应力和位移分布规律进行了研究,结果表明该进水塔的抗震设计满足规范要求,ANSYS软件时程分析方法能够准确地反映出地震的每一个时刻对应的结构内力和位移.     

古水水电站进水塔三维有限元静动力分析

高地震烈度、高水头作用下的电站进水塔结构稳定性一直是水电设计者及工程界研究人员密切关注的重大问题。结合具体工程实例,采用大型有限元计算软件ANSYS建模和分析计算,对古水水电站进水塔在静、动力荷载组合作用下塔体的应力及变形的分布规律进行分析研究。通过对进水塔结构各部位的应力及位移等计算结果的分析,论证塔体的结构稳定性及安全性,并对古水水电站进水塔的结构的设计给出合理性建议。     

基岩与进水塔的相互作用对塔体的地震损伤影响研究

通过ABAQUS建立羊曲进水塔的三维有限元模型,分析进水塔的抗震损伤.在考虑进水塔塔体材料非线性的基础上,探讨进水塔与基岩之间的相互作用对塔体的地震动力响应.结果表明:在地震荷载作用下,塔体损伤主要集中在塔体腰部两种不同强度混凝土的连接处.与不考虑接触非线性相比,考虑接触非线性情况下的塔顶最大相对位移幅值增加了31.1...     

基于三维有限元的输水隧洞进水塔结构分析

为更好研究输水隧洞进水塔整体稳定及结构安全的合理性，采用三维有限元等方法，对不同工况条件下输水隧洞进水塔整体稳定与基底应力、进水塔结构配筋等进行分析计算。结果显示，该进水塔整体稳定和结构安全性能良好，进水塔设计合理，为该进水塔的设计及类似工程研究提供技术支撑。