屋架不同连接模拟方法对水电站厂房动力特性影响分析

研究水电站厂房屋架与上下游排架柱在不同连接方式下的动力特性,分别采用虚拟介质法（方案一）以及上游端简支、下游端铰支座（方案二）的两种螺栓连接模拟方式进行对比分析,计算厂房自振、在机组以及地震荷载作用下的动力响应。自振特性分析得出方案二提高了上部结构的刚度,但整体频率小,方案一更符合实际;在机组振动荷载作用下,上部观测点采用方案二时总位移最小,其余观测点采用方案一时总位移最小。对于厂房整体结构,方案一有利于减小结构的拉应力;在双向地震荷载作用下,方案一发电机层楼板以下最大动位移大于方案二,其余观测点小于方案二。综合比较厂房结构的振动反应,当屋架和排架结构间采用虚拟介质法模拟螺栓连接时,在机组和地震荷载作用下位移和应力响应峰值总体较小,抗振性能更好。     

溧阳抽水蓄能电站地下厂房结构动力响应分析

以溧阳抽水蓄能电站地下厂房为原型,运用大型有限元计算程序ANSYS建立三维有限元模型,采用模态分析方法分析厂房结构的自振特性,基于谐响应法分别分析地下厂房结构在机组动荷载和水轮机流道脉动压力荷载作用下的动力响应。计算结果表明,各种振源对厂房整体结构的影响不大,在机组振动荷载及脉动压力分别作用下,结构的振幅、振动速度和加速度等均在允许范围内,厂房结构设计合理。     

大藤峡水利枢纽大跨度厂房内源振动结构动力分析

发电厂房运行时内源振动产生的振动能量很大,严重时将危害建筑物安全及运行人员健康。为此,基于有限元计算理论开展了厂房整体及重要单体结构的内源振动特性分析,对发电厂房进行了机组振动荷载和流道脉动压力下的振动反应计算。结果表明,厂房整体及重要单体结构自振频率同机组主要振源有足够的错开度,在机组振动荷载或流道脉动压力作用下,厂房结构的振动位移、速度和加速度响应幅值均满足控制标准。综上所述,大藤峡水利枢纽不同频率下的内源振动荷载作用不会对发电厂房的安全运行产生不利影响。     

机墩厚度和开孔率对水电站厂房结构振动特性影响分析研究

本文针对机墩厚度和开孔率对水电站厂房结构振动特性影响的问题,以某大型水电站厂房2号机组段为计算对象,以机墩厚度和主要廊道开孔尺寸为变量拟定不同机墩结构,进行厂房结构自振特性和正常运行工况机组振动荷载作用下谐响应分析.计算结果表明,机墩厚度和开孔率对厂房整体结构及楼板结构的自振频率和振型影响较小,机墩厚度的增大可以提高厂...     

孔洞结构对河床式水电站厂房动力特性的影响研究

河床式水电站厂房通常是表面规整但内部复杂多孔洞的结构体,运行期机组运转振动及地震等不利因素与原本复杂的受力条件叠加,可能造成结构体破坏并影响厂房运行人员的安全。选用典型实例建立有限元计算模型,由整体到重点局部多方案比较分析,计算各模型的动力特性数据,研究孔洞结构对振动频率和振型的影响,结果表明:各种孔洞结构降低了厂房结构的刚度,使自振频率减小。设置梁和柱抑制厂房的低频振动,柱主要作用抑制楼板的竖直向低频振动,梁主要作用是抑制楼板的高频局部振动,梁的高度与宽度对结构的振型作用程度也有差异。钢蜗壳、结构中钢筋、结构的钢衬等使得结构的刚度增大,各阶频率增加。     

不同排架模拟方法对水电站厂房振动特性仿真结果的影响

水电站地面厂房发电机层楼板高程以上存在排架结构。为研究厂房上部排架简化模拟方法对厂房振动特性仿真结果的影响,运用ANSYS软件建立了3种有限元模型,分析了厂房的自振特性和机组振动荷载作用下的响应特点。研究表明:在开展水电站地面厂房的自振特性分析时,当主要期望了解楼板、立柱等结构的自振特性时,为简化计算,可以将发电机层楼板高程以上的排架结构采用质量单元来模拟,或者直接省略掉,均不会对结果造成较大影响;在机组振动荷载作用下,排架结构的振幅和动应力并不是厂房结构中最大的部分,除非要了解排架结构的振幅和动应力,否则均可以将排架结构进行简化处理,该简化处理对厂房结构振幅和动应力的影响程度不大。     

琼中抽水蓄能电站地下厂房结构振动特性分析

结合琼中抽水蓄能电站地下厂房实际情况建立了三维有限元模型,提取结构的模态分析了厂房结构的自振特性,基于谐响应法分析了地下厂房结构在各种工况机组动荷载作用和脉动压力作用下的动力响应,并根据国内相关文献及国外的相关标准提出了适用于琼中抽水蓄能电站地下厂房的振动控制标准。研究结果表明,合理选择围岩与厂房的连接形式,能够有效地优化结构整体动力特性;在机组振动荷载作用下机墩和楼板结构的振动响应较大,但机墩和楼板结构的振幅、振动速度和振动加速度等均在允许范围内;在额定出力条件下运行时,无翼区和转轮出口管附近区域的脉动压力,即优势频率为56.25 Hz对应的脉动压力是影响地下厂房楼板、立柱、风罩等结构振动的主要部分。     

机组振动下电站厂房共振校核和动力响应分析

以某水电站为例,建立混凝土重力坝厂房坝段三维整体分析模型,依据规范对厂房坝段进行强迫振动频率计算和共振校核,并计算了正常运行状况下机组振动所引起厂房的动力响应,得到以下结论:机组转动部分偏心引起的振动频率和水力冲击引起的振动频率对于整个厂房坝段和支承结构均不会发生共振;可能振源计算频率仅在结构个别高阶固有频率时会有共振可能;机组振动工况对结构的位移和应力影响较小,对厂房的安全运行影响不大。     

厂顶溢流式水电站厂房振动分析

本文以国内某厂顶溢流式厂房为研究对象,建立了动力分析有限元模型,结合厂房结构自振特性及可能的振源特性进行了共振校核。根据试验资料,利用相关分析原理推求了水流的点-面脉动压力转换系数,采用时程分析法比较了机组动荷载和水流脉动压力对结构振动响应幅值和频率特性的影响。研究表明,水流脉动压力频率与厂房结构的自振频率相差较大,不会引发厂房结构的共振;机组荷载是引起厂房结构振动的主要因素,水流脉动压力的影响较小;厂房上部结构的振动响应水平高于下部结构,因此设计中应注意上部结构的刚度突变问题。     

圆筒泵房结构动力分析

通过线弹性动力有限元方法分析了圆筒泵房结构的振型和自振频率，比较了不同水位对泵房结构自振频率的影响，并采用振型叠加时程法计算了泵房结构的动力响应。计算结果分析表明，库水对结构的自振频率影响较大，满库水位时结构第一自振频率降低10％左右。地震荷载作用下，结构最大拉应力增加较大。抗裂安全系数接近临界水平，但不影响整体抗震稳定性。     

水电站厂房结构梁板柱系统动力特性研究

为研究厂房不同楼板结构型式和立柱布置条件下梁板柱系统振动特性的差异,结合泸定水电站地面厂房的实际建立三维有限元模型,对梁板和厚板两种结构型式的自振特性和机组振动荷载下的振幅进行了研究。结果表明,在保证混凝土方量一致的前提下,梁板结构的自振频率略高于厚板结构。随着楼板厚度的增大或者立柱个数和截面尺寸的增加,楼板自振频率逐渐提高,机组动荷载作用下的结构振幅有所减小。但当楼板厚度达到一定值时,其自振频率的增加幅度和结构振幅的降低幅度越来越小。相对而言,增加立柱个数和截面尺寸比增加楼板厚度对楼板抗振更为有利,但有可能带来厂房布置上的困难。因此,实际工程中应综合考虑厂房结构混凝土方量、施工难度和结构布置等因素选择具体的楼板结构型式和立柱布置方案。     

水轮发电机组支承结构对机组轴系动力特性影响研究

本文采用Ansys分析软件中的APDL编程语言分析机组轴系统的动力特性。研究不同支承结构对水轮发电机组动力特性的影响。机组的支承结构——导轴承的动力特性随着大轴摆度和载荷作用方向而变化，且导轴承中油膜具有仅承受压力不承受拉力的特性，本文不仅考虑到导轴承动力特性的这种非线性特性，还考虑了机墩、厂房的柔性，建立了机组与机墩、厂房的耦联振动模型，研究机组与厂房耦合系统的动力学问题，揭示耦联振动的机理，分析水轮发电机组的动力特性及导轴承非线性特性、机墩、厂房的柔性对其的影响。通过三种机组支承结构模型的前四个机组动荷载旋转周期的瞬态分析结果，分析机组轴系统的动力响应，可知，采用耦联振动模型更加符合实际工程情况。     

水电站地下厂房结构振动荷载反馈研究

结合某大型水电站地下厂房,首先采用三维有限元方法分析了其自振特性,并对其进行了共振校核。其次基于该电站的实测振动数据,分析了机组与厂房结构响应的关系。在此基础上,采用结构动力谐响应计算,对该电站厂房机墩上的垂向动荷载进行了反馈分析,并分析了厂房结构的振动响应。计算结果可为同类型厂房结构设计提供参考。     

抽水蓄能电站地下主副厂房振动传递途径研究

以某抽水蓄能电站地下厂房为工程实例,采用有限元法,建立地下主厂房与副厂房的耦联体系,对副厂房进行了自振特性和共振复核的分析计算。通过改变主副厂房间结构缝填充材料的物理力学参数,并以楼板的振动响应为依据,探讨了抽水蓄能电站地下主副厂房间振动传递的途径和规律。结果表明,副厂房楼板的振动大部分依靠围岩传递;当结构缝填充材料弹性模量较大时,在高频流道脉动压力作用下,与荷载作用位置较近的副厂房楼板的纵向振动主要通过结构缝的填充材料进行传递。研究所得相关结论为副厂房楼板的隔振减振提供有力依据。     

广蓄二期工程地下厂房结构振动研究及减振措施

广蓄二期工程地下厂房内的高水头、高转速可逆式水泵水轮发电机组采用中拆式，机墩组合结构随荷载巨大，结构形式复杂，对结构整体刚度和抗振性要求较高。利用三维有限元方法对机墩组合结构的整体刚度、自振特性、动力位移响应等方面的计算分析结果及结构减振措施研究，提出了地下厂房动力分析计算的思路、方法和判别标准及防止共振的措施。     

周宁水电站地下厂房结构振动与结构形式研究

周宁水电站地下厂房采用悬式发电机组,支撑结构上部受力,结构体型单薄,高水头、高转速下运行,下拆方式检修,在蜗壳外包混凝土开孔等,这些都对结构抗振不利。为此,用模态分析和瞬态动力学分析方法,对无梁厚板和板梁柱方案进行对比计算,分析了不同工程处理措施的作用;进行了多模型、多工况的整体结构三维动、静力分析;给出了机组运行的共振校核、振幅校核和瞬态动力响应;分析了结构振动振源,提出了合理的工程处理措施和结构形式优选方案。     

混凝土开裂对巨型水电站主厂房动力特性的影响

以三峡右岸电站某机组段厂房为例,利用有限元方法,分析了裂缝的存在对厂房自振和受迫振动特性的影响。采用了三种简化的裂缝处理方案,并针对每一种方案比较了有裂缝结构和无裂缝结构的动态特性。在受迫振动分析中,研究了脉动水压力作用下厂房的动力反应,包括振动位移、速度、加速度以及振动应力。结果表明,蜗壳外围混凝土薄弱部位出现的裂缝对蜗壳局部刚度有较大的降低,但对厂房整体特别是上部结构的动力特性影响较小;裂缝的存在没有使结构的振动水平超过推荐限值。     

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。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构抗振设计

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构关键部位的刚度满足厂家要求,通过厂房整体结构的模态分析,自振频率与机组的激振频率满足规范要求,另外,建立了宜兴工程厂房振动评估标准,并提出厂房结构的减振措施,从1号机现场试运行情况看,电站运行后厂房结构抗振性能良好。