水電站地面廠房鞭梢效應(yīng)及抗震分析

針對水電站地面廠房上部結(jié)構(gòu)剛度相對較低這一問題,以龍頭石水電站地面廠房為例,利用有限元法建立廠房結(jié)構(gòu)的數(shù)值模型,進行各種方案下廠房特性的對比分析。對廠房結(jié)構(gòu)進行了靜力作用計算,從靜力角度分析了其上部結(jié)構(gòu)的剛度特性,進而分析了上部結(jié)構(gòu)的自振特性、機組振動荷載作用以及地震反應(yīng)譜下的動力特性,從動力角度分析了廠房的抗振特性,從而選擇合理的廠房上部結(jié)構(gòu)形式。分析可知,上部結(jié)構(gòu)增加剪力墻或?qū)嶓w墻后,廠房的抗振性能可得到有效提高。由綜合振動分析結(jié)果可知,廠房采用立柱加剪力墻結(jié)構(gòu)時,對抗振更為有利。

ｃａｄ技術(shù)在水利水電工程領(lǐng)域內(nèi)有著廣闊的應(yīng)用前景。廠房ｃａｄ系統(tǒng)是在微機上運行的專業(yè)應(yīng)用軟件，它具有操作簡便，實用性強的特點。本文著重介紹廠房ｃａｄ系統(tǒng)在實際工程中應(yīng)用情況及如何用好廠房ｃａｄ系統(tǒng)

簡述水電站廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定分析。通過對雞冠山電站實例設(shè)計成果對水電站壩后引水廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定分析等方面的計算,對今后小流量、低裝機的電站廠房如何進行結(jié)構(gòu)設(shè)計提供經(jīng)驗,對在岸灘建設(shè)獨立廠房地基處理問題提供計算思路。

水電作為我國重要的能源組成部分,多集中在強震頻發(fā)的西南、西北地區(qū),水電站地面廠房有明顯區(qū)別于其它工業(yè)廠房的動力響應(yīng)特點,整體來看,其地震響應(yīng)分析的研究進展相對滯后。當前水電站廠房地震響應(yīng)分析的研究主要涉及計算方法、響應(yīng)特點、地震動選取、結(jié)構(gòu)有限元模型、響應(yīng)評價和抗震措施等,有關(guān)規(guī)范修訂也為水電站廠房地震響應(yīng)分析提出了新的要求。通過總結(jié)當前研究現(xiàn)狀指出當前制約研究工作迅速推進的主要難點,提出了值得開展或更深入探索的若干研究方向,如流道內(nèi)動水壓力的模擬,結(jié)構(gòu)非線性分析,近斷層地震動對水電站廠房動力響應(yīng)的影響,抗震減震措施的研究與應(yīng)用等,并針對部分問題提出了初步研究思路。

針對大中型水電站地面廠房振動特性分析復(fù)核和抗震設(shè)計,以地處高地震區(qū)的某水電站地面廠房為例,利用有限單元法建立數(shù)值模型,分析了廠房結(jié)構(gòu)的整體動力特性。因廠房上部為單層框架結(jié)構(gòu),剛度相對較低,本文重點分析了其自振特性和與機組振源的共振復(fù)核,對以動態(tài)優(yōu)化設(shè)計為目標的結(jié)構(gòu)修改進行了探討,并就機墩結(jié)構(gòu)的剛度和強度進行了計算分析和振幅復(fù)核。最后對廠房結(jié)構(gòu)的抗震問題進行了研究,所得結(jié)論可為大中型水電站地面廠房結(jié)構(gòu)的抗振設(shè)計提供有益參考。

水電站地面廠房的施工往往需要圍堰,為減少圍堰施工帶來的難度、成本及工期方面的限制,根據(jù)實際地形條件,采用預(yù)留巖坎方式形成基坑,對預(yù)留的巖坎進行防滲及穩(wěn)定分析,確定預(yù)留巖坎施工的可行性。

介紹了一種尾水門機故障的處理方法──單吊點起升閘門法。該法對類似尾水門機故障處理有參考價值。

中小型水電站地面廠房建筑設(shè)計探討

引水式水電站按照引水道形式可分為有壓引水式和無壓引水式兩類。其廠房樞紐組成主要包括:主廠房、副廠房、主變場、高壓開關(guān)站、引水道、調(diào)壓室(塔)或前池、尾水道、交通道路和排水系統(tǒng)。各組成部分之間的相互關(guān)系可用圖1表示。

浩口水電站是一座以發(fā)電為主的中型水電樞紐工程,大壩為碾壓混凝土重力壩,最大壩高84.50m,電站裝機135mw。地面廠房位于壩后左岸,地面廠房下游左岸為一崩塌堆積體。本文采用測繪、勘探、試驗等勘察方法,查明了其邊界、物質(zhì)組成、性狀、物理力學(xué)特性,通過對邊坡定性和定量分析,綜合評價了堆積體邊坡的穩(wěn)定性。

分析了強迫振動下的鞭梢效應(yīng)和地震作用下鞭梢效應(yīng)的成因,從調(diào)整結(jié)構(gòu)總體剛度與質(zhì)量分布以及采用基礎(chǔ)隔震方法兩方面探討了消除鞭梢效應(yīng)的方法,從而改善了建筑物的抗震性能。

將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)離散為能模擬梁、柱、墻抗震性能的單元,采用串并聯(lián)剛片系振動模型,體現(xiàn)空間各構(gòu)件的協(xié)同工作,采用改進的wilson-θ法。對鞭梢效應(yīng)在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震中的影響作詳細分析,做到合理利用鞭梢效應(yīng),從而可以解決高層建筑物中層間位移起決定性作用的問題,達到合理、經(jīng)濟的效果。

從高層結(jié)構(gòu)的動力特性出發(fā),結(jié)合工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計理論,系統(tǒng)地探討了高層建筑在強風(fēng)作用下產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的原因,發(fā)現(xiàn)鞭梢效應(yīng)的強弱跟突出部分和主體部分的固有頻率比值有密切聯(lián)系,當其比值接近1,并與強風(fēng)的卓越頻率接近時,最易發(fā)生強烈的鞭梢效應(yīng)。并通過實例分析可看出調(diào)整突出部分的剛度或質(zhì)量使其頻率與主體結(jié)構(gòu)的頻率的差值增大是減少高層建筑鞭梢效應(yīng)最有效的方法,為工程實際結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一定的參考依據(jù)。

用ansys對水電站廠房壩段進行抗震分析——采用ansys軟件對某水利樞紐河床式水電站廠房壩段進行抗震分析，建立河床式水電站廠房壩段的動力計算模型，進行模態(tài)求解、反應(yīng)譜分析，方法簡單，結(jié)果直觀、全面、精度高，對復(fù)雜水工建筑物應(yīng)用ansys軟件進行有限元結(jié)構(gòu)...

高層建筑屋頂鋼塔的鞭梢效應(yīng)研究

對某水電站廠房框架—剪力墻結(jié)構(gòu)建立了有限元模型,并進行模態(tài)探討和抗震探討。利用ansys構(gòu)建了一個對應(yīng)的模型結(jié)構(gòu),通過振型分解反應(yīng)譜法對結(jié)構(gòu)進行了抗震計算,計算地震作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變。由計算結(jié)果可知,應(yīng)力分布符合一般規(guī)律,結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范要求。

燈泡貫流式廠房壩段是由多孔洞組成的復(fù)雜三維孔洞結(jié)構(gòu),其內(nèi)力分布較其他型式的廠房壩段更加復(fù)雜,而貫流式機組相對其他類型機組而言,其機組型式、受力方式有自身特點。為了全面了解廠房壩段在地震作用下的應(yīng)力、位移、配筋及防裂情況,使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理、安全、經(jīng)濟,采用大型有限元程序ansys進行了抗震動力分析。其計算結(jié)果表明,廠房壩段結(jié)構(gòu)的變形和強度均能滿足要求,為工程設(shè)計提供了依據(jù)。

浩口水電站廠房結(jié)構(gòu)柱采用清水混凝土澆筑,室外墻體采用c15預(yù)制混凝土磚砌筑,室內(nèi)墻體采用輕質(zhì)隔墻施工,施工完成后均達到免裝修的效果,免裝修技術(shù)的應(yīng)用不僅在外觀質(zhì)量和工期的節(jié)約上滿足要求,而且在成本的控制上得到進一步提升。

論述水電站廠房結(jié)構(gòu)進行抗震構(gòu)造設(shè)計的目的和重要性,簡要歸納了目前國內(nèi)進行結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造設(shè)計的方法,并列出在高地震烈度地區(qū)某水電站廠房所采用的抗震構(gòu)造措施,其結(jié)果提高了廠房在抵御地震荷載時的安全儲備。因此,地面式水電站廠房的抗震構(gòu)造設(shè)計,應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗震分析計算同樣重視。

中小型水電站地面廠房建筑設(shè)計探討

為了便于水電站廠房抗震性能評估與設(shè)計方案的比選,結(jié)合動力學(xué)和彈性反應(yīng)譜理論,推導(dǎo)出了一種可以計算在地震作用下經(jīng)地面輸入到水電站廠房結(jié)構(gòu)的總輸入能的能量計算公式。通過該公式分別分析了水電站廠房結(jié)構(gòu)自振特性、場地地基條件、地震動參數(shù)等多個因素對廠房輸入總能量及抗震性能影響的敏感性,對不同設(shè)計方案的抗震性能做出評判。算例分析表明,通過對比能量公式與反應(yīng)譜分析的計算結(jié)果可知,利用能量法進行抗震方案比選和優(yōu)化設(shè)計簡易有效。該方法可快速簡便的計算出地震輸入到水電站廠房結(jié)構(gòu)的總能量,可同時分析多個因素變化對廠房能量的影響,且結(jié)構(gòu)自振特性、場地地基條件和地震動參數(shù)對廠房輸入總能量及抗震性能的影響規(guī)律具有普適性,可為水電站廠房及類似工程抗震設(shè)計提供參考。

為了便于水電站廠房抗震性能評估與設(shè)計方案的比選,結(jié)合動力學(xué)和彈性反應(yīng)譜理論,推導(dǎo)出了一種可以計算在地震作用下經(jīng)地面輸入到水電站廠房結(jié)構(gòu)的總輸入能的能量計算公式.通過該公式分別分析了水電站廠房結(jié)構(gòu)自振特性、場地地基條件、地震動參數(shù)等多個因素對廠房輸入總能量及抗震性能影響的敏感性,對不同設(shè)計方案的抗震性能做出評判.算例分析表明,通過對比能量公式與反應(yīng)譜分析的計算結(jié)果可知,利用能量法進行抗震方案比選和優(yōu)化設(shè)計簡易有效.該方法可快速簡便的計算出地震輸入到水電站廠房結(jié)構(gòu)的總能量,可同時分析多個因素變化對廠房能量的影響,且結(jié)構(gòu)自振特性、場地地基條件和地震動參數(shù)對廠房輸入總能量及抗震性能的影響規(guī)律具有普適性,可為水電站廠房及類似工程抗震設(shè)計提供參考.