近断层SV波斜入射下进水塔的非线性响应研究

随着越来越多的水利工程在西部地区发震断裂带建设,使得水利工程遭遇近场地震动的概率也越来越大。近断层地震动由于埋深较浅,地震波垂直入射的假定已不再适用,而目前关于进水塔近断层地震动斜入射下的地震响应研究尚少。以某工程进水塔为例,建立了进水塔三维塑性损伤有限元分析模型,分析了近断层脉冲地震动SV波多角度斜入射下进水塔的非线性响应。结果表明:与地震波垂直入射相比较,近断层地震动SV波斜入射下塔顶位移、加速度响应有明显增大,并且随着角度的增大,塔体损伤面积和损伤程度均有所增大。

地下进风系统对间接空冷塔性能的影响

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的空气流场特性和热力特性。基于凝汽器和空冷散热器协同调节、相互制约的作用机制,采用机理模型和数值模拟相结合的方法建立排汽压力的计算模型,在此基础上计算地下进风系统的热经济性。结果表明,在4 m/s风速下,虽然迎风扇段空气流量减少14.5%,热负荷降低12.4%,但侧风扇段和背风扇段冷却空气量分别增加46.0%、8.0%,热负荷分别提升30.9%、3.2%。在高风速工况下,地下进风系统削弱环境风对排汽压力的影响,具有抵御自然大风的能力。某660 MW间接空冷机组,采用地下进风系统全年可节约标煤9554.3 t,节省燃料费1094.0万元。

塔顶排架结构对进水塔动力响应的影响

进水塔顶部启闭机室通常为排架结构,地震时往往先发生损坏导致水电站无法正常运行。为探索塔顶排架结构对进水塔动力响应的影响,针对某抽水蓄能电站下水库的进水口结构动力响应开展研究。基于双自由度无阻尼简化体系进行理论探索,并采用三维非线性有限元数值模拟方法计算进水塔有、无塔顶排架两种工况的自振特性、位移、加速度、应力、损伤体积比和能量耗散等指标来对比研究。任意时刻的地震反应用时程分析法求解,并引入黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼作用。结果表明,地震时进水塔—排架系统可能会产生鞭梢效应进而减小进水塔的动力响应。塔顶排架使进水塔的自振频率提高约2.10%~3.80%,使塔体关键点最大相对位移的最大值及最大加速度的最大值减小,减幅分别大于23.94%、22.30%。有排架时进水塔的拉应力降低而压应力增大,损伤体积比、塑性耗散能、损伤耗散能最大可减小23.93%以上。塔顶排架结构可以减小进水塔地震动力响应,对进水塔的抗震性能具有积极影响。

深圳北坑水库取水塔交通桥地震动力响应规律及抗震安全性研究

取水塔交通桥是水库进水建筑物的组成部分,其抗震性能对保证水库震后安全运行具有重要意义。以深圳北坑水库取水塔交通桥为研究对象,采用有限元动力分析方法开展结构地震响应分析,并对交通桥的抗震安全性进行评价。研究表明:设计地震作用下,交通桥最大横桥向地震动位移3.15 cm,各跨桥板间在地震过程中的最小距离2.97 cm,地震过程中不会发生落梁破坏,也不会发生相邻跨桥面板碰撞现象;交通桥对地震产生明显放大作用,设计地震条件下,桥面板横桥向地震加速度放大倍数最大值4.01,顺桥向加速度放大倍数最大值3.36;设计地震过程中,各桥墩排架墩柱动剪应力水平不高,不会发生墩柱剪断破坏,但桥墩柱底部外侧竖直向动拉应力值较大,桥墩排架下部横梁在顶面和底面都出现较高的动拉应力,需要配置抗震钢筋来保证桥墩排架结构的抗震安全性。

新型船用底部进气式脱硫塔流场分析

为改善船用脱硫塔内吸收液与烟气的交互程度从而达到提高脱硫效率的目的,将侧进气改为底部进气,加入聚气环和环状导流板,设计一种新型船用底部进气式脱硫塔。基于有限体积法和欧拉-拉格朗日法建立仿真模型。通过Fluent软件对船用脱硫塔正常工作时的内部流场进行仿真分析,以烟气流速分布均匀性和流动阻力为评价标准对比原始模型和改良模型。结果表明:改良模型的烟气流速分布均匀性比原始模型的提升了70%~85%,而流动阻力增加了约25%。

回填混凝土对高耸引水塔架动力特性的影响

东庄水利枢纽工程导流洞进水口塔架体型巨大,最大塔高61.5 m,塔体宽度26.5 m,顺水流方向长度26 m,最大设计过流流量5300 m3/s,塔架所处的岸坡陡峻,因此十分有必要研究该塔架的动力特性。采用反应谱法研究该塔架在地震作用下的动力特性,系统研究了塔后回填混凝土的高度对进水塔的自振频率、变形和应力的影响。计算结果表明:塔体后混凝土回填比在0.80左右时,既能满足塔架结构安全性要求,也可以满足经济性要求。

运用QC小组活动降低进水塔混凝土外观缺陷率

电站进水塔主体结构混凝土外观形象直接反映施工水平及管理成效,其外观质量控制至关重要。木配板未充分湿润、脱模剂涂刷不均匀、模板接缝处理不到位等原因都将造成混凝土外观缺陷率偏高。通过QC小组活动,运用各种质量管理工具与统计工具,分析确认要因,制定对策并实施,最终实现QC小组活动目标,降低了进水塔混凝土外观缺陷率。

基于ANSYS的地震作用下进水塔动力响应分析

基于ANSYS三维有限元分析软件,采用振型分解反应谱法对进水塔结构进行地震响应分析,分析地震作用下的塔体薄弱部位,并进行混凝土强度复核。结果表明,在地震作用下,进水塔结构位移显著增加,最大位移主要位于塔体顶部,进水塔结构拉应力有所增加,最大值主要分布在塔体腰部区域,混凝土拉应力最大值小于规范要求的抗拉强度,满足规范要求,进水塔不会产生破坏。

某水库进水塔结构三维有限元仿真分析

作为水库枢纽的重要建筑物,取水塔属于高耸结构,在各种工况,特别是地震工况下的稳定性对整个水库枢纽的安全运行尤其重要。本文结合某水库实际情况,采用ANSYS三维有限元软件对取水塔进行三维仿真分析,得出塔体结构在完建、运行、检修、地震工况下位移、应力一般分布规律,且均应满足规范要求,为取水塔结构安全稳定评价提供技术支撑。

Optimization design of anti-seismic engineering measures for intake tower based on non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ

High-rise intake towers in high-intensity seismic areas are prone to structural safety problems under vibration.Therefore,effective and low-cost anti-seismic engineering measures must be designed for protection.An intake tower in northwest China was considered the research object,and its natural vibration characteristics and dynamic response were first analyzed using the mode decomposition response spectrum method based on a three-dimensional finite element model.The non-dominated sorting genetic algorithm-II(NSGA-II)was adopted to optimize the anti-seismic scheme combination by comprehensively considering the dynamic tower response and variable project cost.Finally,the rationality of the original intake tower antiseismic design scheme was evaluated according to the obtained optimal solution set,and recommendations for improvement were proposed.The method adopted in this study may provide significant references for designing anti-seismic measures for high-rise structures such as intake towers located in high-intensity earthquake areas.

软岩地基进水塔结构静动力三维有限元分析

某水利工程泄洪洞进水塔为直立的悬臂结构,在多种荷载作用下其稳定性和结构安全相对较差。采用有限元方法,计算塔身在静动力状况下的抗倾、抗滑稳定情况及塔身各部位的应力分布,对其进行稳定及结构应力分析研究。结果显示,该工程进水塔结构设计合理,有良好的稳定性和安全性,可为进水塔的设计及类似工程建设提供参考依据。

旭龙水电站进水塔抗震稳定性分析

旭龙水电站所处工程区的地震基本烈度为Ⅷ度,属于高地震区。为研究进水塔结构的抗震设计,采用三维有限元分析软件,运用振型分解反应谱法计算进水口在静动力各工况下的变形和应力分布,并对进水塔的整体稳定和基底应力进行了验算。结果表明:在各工况下,进水塔各部位一般应力均在规范许可的范围内,整体稳定及基底应力均满足规范要求,旭龙水电站进水塔结构抗震性能良好。研究成果可为类似进水塔结构设计提供参考。

基于声学单元动水压力作用下的进水塔损伤特性分析

针对附加质量法不能充分考虑库水—结构的耦合震动的影响,通过ABAQUS建立的库水-进水塔系统有限元模型,探讨基于声学介质理论的进水塔与库水的耦合作用。结果表明:与附加质量法相比,基于声学单元建立的塔-水模型的自振频率变大,动水压力减小,进水塔塔顶总位移减小66.77%,加速度减小10.67%,进水塔最大拉应力减小19.92%,压应力减小21.11%,进水塔的损伤面积和损伤程度变小,进水塔的安全性有所提高。因此,声学单元模型在实际工程设计中具有一定的精准性和适用性,为研究进水塔-库水耦联振动问题提供新思路。

基于三维有限元的输水隧洞进水塔结构分析

为更好研究输水隧洞进水塔整体稳定及结构安全的合理性,采用三维有限元等方法,对不同工况条件下输水隧洞进水塔整体稳定与基底应力、进水塔结构配筋等进行分析计算。结果显示,该进水塔整体稳定和结构安全性能良好,进水塔设计合理,为该进水塔的设计及类似工程研究提供技术支撑。

KL水电站大碧沟泥石流特性及防治设计

大碧沟位于KL水电站坝址左岸上游400 m,沟道顺直,主沟长26.37 km,沟谷相对高差2487 m,为稀性、中等发育泥石流沟。由于工程施工需要,KL水电站大坝混凝土生产系统布置在大碧沟沟内,为了保证施工期混凝土系统生产和人员安全,需要对大碧沟沟水和泥石流进行防治。根据大碧沟的地形和地质条件,结合沟内泥石流特性,在泥石流防治设计中采用了格栅坝、排水洞、进水塔、挡水坝等工程防治措施及泥位计、视频监控等监测设施。大碧沟泥石流防治设计可为西部地区类似工程泥石流防治提供参考。

水布垭水电站进水塔结构抗震分析与安全评估

进水塔结构属于水下建筑物,其地震安全性至关重要。采用大型三维有限元程序ANSYS对水布垭水电站地下厂房进水塔结构进行抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布。将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,对进水塔结构抗震性能进行评估,结果显示进水塔结构的变形与强度均能满足要求,为工程设计提供了依据。

水电站进水塔结构抗震设计研究

水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,在总结当前水电站进水塔结构设计特点的基础上,从震动产生、传播的不同方面分析研究了当前进水塔设计过程中的主要抗震措施,并在实际工程中进行了应用,应用效果很好,对今后类似工程的设计和建设具有指导作用。

进水塔群与软岩地基的联合作用分析

卡拉贝利水利枢纽进水口塔群是在强震地区软岩地基上建造的高耸水工建筑物,工程特点鲜明。结构设计计算需要解决基础侧向抗滑、高边坡稳定、地基承载、结构抗震等棘手问题。针对这些问题,本文借助刚体极限平衡分析法和有限元方法对塔群与地基的联合作用进行分析,实现了安全的结构设计,得出了相应的规律性结论和见解,其中,等安全系数法为塔基侧向抗滑稳定计算提出了新的解决途径。

水利水电行业中应用三维设计的探讨

计算机辅助设计(CAD)技术显著的成就就是三维设计技术的迅速发展以及由此带来的设计理念的更新与变革。本文阐述三维设计的重要性、发展历程及方向;比较目前国内外流行的几种三维设计软件功能上的特点与差异;对复杂工程进行三维建模与有限元分析,以双层取水口为例,介绍CATIA软件在工程三维设计中的应用;实现CATIA与ANSYS的联合使用以及三维设计二维出图。三维设计已影响到各行业,将成熟技术引入到水利水电行业中是可行的。

泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析

水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,泸定水电站泄洪洞进水口工程规模大,特别是2号泄洪洞进口塔体较高,其体型和边界受力情况都较为复杂。通过三维有限元对2号泄洪洞开展动、静力分析研究,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布,论证了其抗震安全性。计算结果表明,在地震力作用下,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但在抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施,以确保塔体结构的安全。计算结果可为进水塔结构设计提供科学依据。