水電站廠房結構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構尺寸都不斷增大，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，主要內容包括以下幾個方面:
　　第一，本文對機墩結構的動力特性進行了分析，首先根據(jù)《水電站廠房設計規(guī)范》中的結構力學法對機墩結構進行了動力計算并得到相應的結論:安谷電站廠房的機墩結構滿足動力設計控制標準。然后又分別建立了懸臂梁式和復合式兩種機墩結構的三維有限元模型，利用諧響應方法在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構力學法計算出的自振頻率進行比較分析。得到的相應結論為:(a)《水電站廠房設計規(guī)范》中的結構力學法所采用的簡化方式使得機墩結構無法反應其空間效應從而降低了機墩結構的剛度，使計算出的頻率值比實際情況偏小。(b)機墩結構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構應當加以考慮。
　　第二，本文建立廠房結構的三維有限元模型來分析巖石基礎及荷載施加方式對廠房結構動力計算時的影響。得到的相應結論

4、為:(a)當巖石地基比廠房結構的彈模低很多時，進行機墩荷載有限元動力分析時會出現(xiàn)廠房結構整體剛體運動，但是實際情況是電站運行時機組振動不可能激起廠房結構整體振型，因此共振復合時需要加以區(qū)別。(b)進行廠房結構動力分析時，應該重視動荷載的施加方式和相應的頻率及幅值。
　　第三，采用響應譜分析方法對水電站廠房進行抗震計算，首先計算了廠房結構關鍵部位的應力與應變，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。