水電站廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jī)組的出現(xiàn)，水電站建設(shè)規(guī)模越來(lái)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(gè)方面:一是機(jī)組和廠房振動(dòng)問(wèn)題。由于發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量和電站廠房結(jié)構(gòu)尺寸都不斷增大，在機(jī)組動(dòng)荷載作用下廠房的振動(dòng)問(wèn)題就會(huì)變得更加突出;二是地震作用所帶來(lái)的問(wèn)題。我國(guó)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(kāi)發(fā)水力資源要面臨地震而且是強(qiáng)震帶來(lái)的種

2、種問(wèn)題。因此，研究電站廠房的動(dòng)力特性及抗震性能是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。本文結(jié)合安谷水電站，對(duì)電站廠房的振動(dòng)特性及抗震問(wèn)題做了一定研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　第一，本文對(duì)機(jī)墩結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了分析，首先根據(jù)《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)力學(xué)法對(duì)機(jī)墩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力計(jì)算并得到相應(yīng)的結(jié)論:安谷電站廠房的機(jī)墩結(jié)構(gòu)滿足動(dòng)力設(shè)計(jì)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(jī)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(jìn)行了動(dòng)力

3、分析并將計(jì)算出的機(jī)墩頂部自振頻率與結(jié)構(gòu)力學(xué)法計(jì)算出的自振頻率進(jìn)行比較分析。得到的相應(yīng)結(jié)論為:(a)《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)力學(xué)法所采用的簡(jiǎn)化方式使得機(jī)墩結(jié)構(gòu)無(wú)法反應(yīng)其空間效應(yīng)從而降低了機(jī)墩結(jié)構(gòu)的剛度，使計(jì)算出的頻率值比實(shí)際情況偏小。(b)機(jī)墩結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算時(shí)為了更符合實(shí)際情況，機(jī)墩周?chē)鷺前搴瓦厜Φ冉Y(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(lái)分析巖石基礎(chǔ)及荷載施加方式對(duì)廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算時(shí)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(shí)，進(jìn)行機(jī)墩荷載有限元?jiǎng)恿Ψ治鰰r(shí)會(huì)出現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)整體剛體運(yùn)動(dòng)，但是實(shí)際情況是電站運(yùn)行時(shí)機(jī)組振動(dòng)不可能激起廠房結(jié)構(gòu)整體振型，因此共振復(fù)合時(shí)需要加以區(qū)別。(b)進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析時(shí)，應(yīng)該重視動(dòng)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(duì)水電站廠房進(jìn)行抗震計(jì)算，首先計(jì)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(jì)算了發(fā)電機(jī)層樓板與機(jī)墩部位在地震動(dòng)荷載作用下三向振動(dòng)速度及加速度。