水電站廠房結(jié)構(gòu)動力分析及影響因素的研究.pdf

1、近些年伴隨著一些大型水輪發(fā)電機組的出現(xiàn)，水電站建設(shè)規(guī)模越來越大，因此電站廠房的安全性也愈加受到人們重視。影響水電站廠房安全的因素有很多種，其中主要包括兩個方面:一是機組和廠房振動問題。由于發(fā)電機組的單機容量和電站廠房結(jié)構(gòu)尺寸都不斷增大，在機組動荷載作用下廠房的振動問題就會變得更加突出;二是地震作用所帶來的問題。我國的水力資源很大一部分分布在西南地區(qū)，而這正好處在喜馬拉雅山脈的地震多發(fā)區(qū)，在這些區(qū)域開發(fā)水力資源要面臨地震而且是強震帶來的種

2、種問題。因此，研究電站廠房的動力特性及抗震性能是非常有現(xiàn)實意義的。本文結(jié)合安谷水電站，對電站廠房的振動特性及抗震問題做了一定研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　第一，本文對機墩結(jié)構(gòu)的動力特性進行了分析，首先根據(jù)《水電站廠房設(shè)計規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)力學(xué)法對機墩結(jié)構(gòu)進行了動力計算并得到相應(yīng)的結(jié)論:安谷電站廠房的機墩結(jié)構(gòu)滿足動力設(shè)計控制標(biāo)準(zhǔn)。然后又分別建立了懸臂梁式和復(fù)合式兩種機墩結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，利用諧響應(yīng)方法在ansys中進行了動力

3、分析并將計算出的機墩頂部自振頻率與結(jié)構(gòu)力學(xué)法計算出的自振頻率進行比較分析。得到的相應(yīng)結(jié)論為:(a)《水電站廠房設(shè)計規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)力學(xué)法所采用的簡化方式使得機墩結(jié)構(gòu)無法反應(yīng)其空間效應(yīng)從而降低了機墩結(jié)構(gòu)的剛度，使計算出的頻率值比實際情況偏小。(b)機墩結(jié)構(gòu)動力計算時為了更符合實際情況，機墩周圍樓板和邊墻等結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加以考慮。
　　第二，本文建立廠房結(jié)構(gòu)的三維有限元模型來分析巖石基礎(chǔ)及荷載施加方式對廠房結(jié)構(gòu)動力計算時的影響。得到的相應(yīng)結(jié)論

4、為:(a)當(dāng)巖石地基比廠房結(jié)構(gòu)的彈模低很多時，進行機墩荷載有限元動力分析時會出現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)整體剛體運動，但是實際情況是電站運行時機組振動不可能激起廠房結(jié)構(gòu)整體振型，因此共振復(fù)合時需要加以區(qū)別。(b)進行廠房結(jié)構(gòu)動力分析時，應(yīng)該重視動荷載的施加方式和相應(yīng)的頻率及幅值。
　　第三，采用響應(yīng)譜分析方法對水電站廠房進行抗震計算，首先計算了廠房結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力與應(yīng)變，然后又計算了發(fā)電機層樓板與機墩部位在地震動荷載作用下三向振動速度及加速度。