基于能量法的水电站厂房抗震性能分析

为了便于水电站厂房抗震性能评估与设计方案的比选,结合动力学和弹性反应谱理论,推导出了一种可以计算在地震作用下经地面输入到水电站厂房结构的总输入能的能量计算公式。通过该公式分别分析了水电站厂房结构自振特性、场地地基条件、地震动参数等多个因素对厂房输入总能量及抗震性能影响的敏感性,对不同设计方案的抗震性能做出评判。算例分析表明,通过对比能量公式与反应谱分析的计算结果可知,利用能量法进行抗震方案比选和优化设计简易有效。该方法可快速简便的计算出地震输入到水电站厂房结构的总能量,可同时分析多个因素变化对厂房能量的影响,且结构自振特性、场地地基条件和地震动参数对厂房输入总能量及抗震性能的影响规律具有普适性,可为水电站厂房及类似工程抗震设计提供参考。     

锦屏二级水电站地下厂房抗震分析

通过建立锦屏二级水电站地下厂房有限元三维模型,利用振型分解反应谱分析方法对厂房进行抗震分析。分析了地震情况下厂房主要结构的反应特性,对厂房的抗震安全性能进行了初步评价,为厂房抗震结构设计提供科学依据。     

水电站地面厂房抗震研究现状与展望

我国水能资源多集中在地震频发、地震烈度高的西部地区,水电站地面厂房是水能转化为电能的重要场所,其地震动力响应规律明显区别于工业厂房和其它水工建筑物,有其自身的特点。与大坝、边坡和隧洞等水工建筑物相比,水电站地面厂房的抗震研究相对滞后,本文总结了当前地面厂房的抗震研究现状,包括地震响应的计算方法、混凝土材料非线性本构和结构非线性接触、动水压力模拟、边界条件以及地震响应评价方法等,对多数学者认可的主流方法和模型进行了介绍。最后提出了值得深入研究的若干问题,如近断层地震动作用下水电站厂房的抗震性能、厂房地基岩体的非线性、不同蜗壳埋设方式对厂房的抗震性能的影响等。     

浅谈地面式水电站厂房的抗震构造设计

论述水电站厂房结构进行抗震构造设计的目的和重要性,简要归纳了目前国内进行结构抗震构造设计的方法,并列出在高地震烈度地区某水电站厂房所采用的抗震构造措施,其结果提高了厂房在抵御地震荷栽时的安全储备.因此,地面式水电站厂房的抗震构造设计,应与结构抗震分析计算同样重视.     

大型水电站厂房上部结构弹塑性动力分析

通过典型的大型水电站厂房上部结构的弹塑性动力分析,研究了不同配筋措施对厂房上部结构弹塑性位移的影响,评价了厂房上部结构的抗震性能.模型采用三维简化模型,以考虑结构不对称的影响,地震输入采用三向输入,地震加速度峰值考虑下部结构的放大作用.     

河床式水电站厂房结构的地震响应分析方法研究

以某河床式水电站工程为例,在分析厂房整体结构特点的基础上,建立了三维有限元模型,并应用《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5037-2000)和《欧洲结构抗震设计规范》(Eurocode 8)中三种不同的反应谱,进行了河床式水电站厂房结构的地震响应分析。将设计反应谱转换成20s的人造地震波,通过时程分析,对反应谱分析得到的结构应力和位移状况进行验证对比,讨论在规范规定的不同反应谱分析方法下河床式水电站厂房结构地震响应的异同。期待研究成果可以为我国抗震规范的修订提供部分借鉴。     

水电站地面厂房地震响应分析研究综述

水电作为我国重要的能源组成部分,多集中在强震频发的西南、西北地区,水电站地面厂房有明显区别于其它工业厂房的动力响应特点,整体来看,其地震响应分析的研究进展相对滞后。当前水电站厂房地震响应分析的研究主要涉及计算方法、响应特点、地震动选取、结构有限元模型、响应评价和抗震措施等,有关规范修订也为水电站厂房地震响应分析提出了新的要求。通过总结当前研究现状指出当前制约研究工作迅速推进的主要难点,提出了值得开展或更深入探索的若干研究方向,如流道内动水压力的模拟,结构非线性分析,近断层地震动对水电站厂房动力响应的影响,抗震减震措施的研究与应用等,并针对部分问题提出了初步研究思路。     

水布垭水电站进水塔结构抗震分析与安全评估

进水塔结构属于水下建筑物,其地震安全性至关重要。采用大型三维有限元程序ANSYS对水布垭水电站地下厂房进水塔结构进行抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布。将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,对进水塔结构抗震性能进行评估,结果显示进水塔结构的变形与强度均能满足要求,为工程设计提供了依据。     

基于ETM的水电站厂房抗震分析

耐震时程法是一种动力弹塑性抗震分析方法,该方法的关键在于耐震加速度时程曲线的合成。基于我国水工抗震设计规范的标准设计反应谱人工合成4条耐震加速度时程曲线,并以某实际工程的水电站厂房为例,分别对其进行7条天然地震动下的增量动力分析和4条耐震时程曲线输入下的非线性分析,对比研究了水电站厂房在不同地震强度下的最大层间位移角、上下游墙顶点最大相对位移,并对水电站厂房在设计地震作用下的典型节点的相对地面峰值位移与峰值加速度进行了对比。结果表明:耐震时程方法可有效地预测水电站厂房在不同等级地震作用下的地震响应,其结果处于增量动力分析结果的包络值之内,且在设计地震作用下,耐震时程方法在一定的容许范围之内可有效地对厂房结构作出地震响应评价,较增量动力分析,耐震时程方法避免了多次的调幅计算,大大提高了计算效率。     

上-下部结构相互作用对水电站厂房地震响应的影响研究

为了探究上-下部结构相互作用对水电站地面厂房地震响应的影响,基于工程实例,针对当前普遍应用的简化分析方法,确定了4种方案对比分析下部结构的放大效应、上下部结构的耦联以及下部结构混凝土材料采用线弹性本构模型对厂房结构地震响应的影响。结果表明:不考虑下部结构放大效应或者不考虑上下部结构耦联会使厂房结构的地震响应偏小且偏差较大,据此设防将不利于结构的抗震安全;不考虑下部结构混凝土材料的塑性力学行为时,厂房结构的地震响应偏大但较为接近真实值,进一步比较结构的各项能量分配和受拉损伤演化过程,此方案上部结构的塑性变形耗能和损伤耗能均减小,损伤范围也减小,下游墙体的损伤程度却更为严重,但结构破坏模式相似,均为上下部结构的相交部位发生损伤破坏,所以认为应用此方法做抗震简化分析能够较为准确地反映上-下部结构的相互作用,并且有利于水电站地面厂房的抗震安全。     

地震作用下坝后式水电站厂坝连接形式对比研究

为应对近几年西南地区坝后式水电站建设遇到的复杂坝址条件和强震给厂房稳定性带来的影响,以厂坝连接形式优化比选为目标,采用有限元法建立了金沙江中段某坝后式水电站的三维有限元模型。在校核洪水位工况和地震工况下对比了平缝相靠、整体连接和平缝灌浆三种不同的厂坝连接方案给过缝钢管及厂房结构受力特性带来的影响。结果表明:厂坝整体连接和平缝灌浆方案下过缝钢管和厂房上下游墙的应力和变形要明显小于平缝相靠方案,其中校核洪水位工况下整体连接方案钢管的最大轴向和环向应力分别只有平缝相靠方案的19%和17%,地震工况下厂房的变位也在承受范围内,且其更利于厂房和坝体通过联合作用达到钢管的均匀受力,因此推荐为采用的厂坝连接形式。     

吉沙水电站发电系统布置与设计

吉沙水电站采用引水式开发,岸边式地面厂房。发电系统主要由厂区建筑物、主副厂房、尾水渠、开敞式开关站等建筑物组成。各建筑物的布置和结构设计较常规,在常规水电站中具有一定的代表性。     

三峡电站15# 机组厂房结构动力分析

由于蜗壳直接埋入法施工比较方便,三峡电站15#机组拟采用直接埋入法。本文在已有静力研究成果的基础之上,建立了15#机组厂房结构的有限元模型,分析了蜗壳外围混凝土开裂后厂房的整体自振特性,以及在设计地震作用下厂房结构的地震响应。研究结果表明,蜗壳周围混凝土开裂对15#机组厂房整体自振特性影响较小,这说明15#机组左边边墙增加了厂房结构的整体刚度。同时,在设计地震作用下,竖向最大动应力为1.38MPa,两者都出现在右边墙体,这说明左边边墙能增加15#机组厂房的抗震能力。     

甘肃达拉河口水电站厂房混凝土预制吊车梁构件吊装施工方法

在水电站厂房工程施工中，因工期需要，经常将吊车梁预制成混凝土构件，然后通过安装拼接的方法就位。因施工场地的限制，加之成本控制，传统的混凝土构件吊装方法，在中小电站混凝土构件吊装中无法实施。介绍一种卷扬机滑轮组吊装方法，以供同类工程使用借鉴。     

厂坝间巨型压力钢管在常规荷载作用下受力特性研究

水电站坝后式厂房，在厂坝间交界处的压力钢管不设伸缩节，而是采用在一段钢管外周设垫层结构，以适应荷载作用下钢管的变位，这是一种有效的途径。通过对某大型水电站的三维有元计算，得出了在常规荷载作用下厂坝间垫层压力钢管的变位及受力情况。从对计算结果的分析，为使这种垫层结构的受力能得到进一步的改善，建议：尽量提高河床坝段厂坝间接缝混凝土的高程，使厂坝能较好地联系受力；尽可能增加垫层管段的长度；尽量推迟厂坝间压力钢管的最后一条环缝的施焊时间，且在施焊前尽可能蓄高水库的上游水位，这时厂坝自重引起的不均匀沉陷已基本终了，且已蓄水位的荷载对垫层管不再增加应力。     

水电站厂房结构自振特性与止水优化分析

水电站地面式厂房发电机层以上的墙柱通常是受振动影响最大的部位,为了研究厂房上部结构的连接方式和止水布置位置对结构的受力特性的影响,以某电站厂房为例,采用ANSYS软件,建立厂房上部的墙柱结构有刚度较大的钢架连接和无钢架连接2种模型,分析其对结构自振的影响。基于设计推荐方案,研究止水结构对厂房受力特性的影响,分别在2个具有代表性的工况下进行论证分析。计算成果表明:将厂房上部结构用钢架连接成整体后,对结构的振动特性影响总体有利,但改善幅度不明显;止水位置对蜗壳部位的受力特性影响较为显著。上述研究成果可为水电站厂房的结构设计与止水受力优化提供有益参考。     

混凝土高坝强震震例分析和启迪

强震作用下的高坝抗震安全性广受关注。但迄今坝址的地震动输入却仍有较多不确定因素,且高坝的地震响应也相当复杂。对经受强震作用的高坝震害的现场详尽调查和深入分析研究,对改进现行抗震设计理念和推动高坝抗震安全的研究极为重要。本文对全球经受过Ⅷ度以上强震的百米以上混凝土高坝的震害实例进行了较详尽的分析研究,其中包括在中国发生的汶川大地震中对沙牌碾压混凝土拱坝和宝珠寺混凝土重力坝震害的初步调研分析,探讨了从这些震害实例中得到的启迪。     

河床式水电站厂房结构流固耦合振动特性研究

鉴于厂房结构在地震作用下可能出现的严重后果,地震时动水压力对厂房结构的振动特性的影响就成为厂房结构设计的一个重要控制因素。结合某河床式水电站厂房实际工程,以有限元软件ANSYS为平台,建立三维有限元模型,分析地震动水压力对其振动特性的影响。分析结果表明:地震动水压力作用增加了坝面附加质量,从而降低了厂房的自振频率,并且对振型产生了一定的影响,尤其是进水口闸墩、尾水管闸墩等局部振型变化,因此对其作用下的厂房自振频率进行分析显得极为必要;随着上游水位的降低,厂房整体质量减小了,地震动水压力作用下的厂房自振频率随之增大,不同水位下厂房振型明显有所改变。