水电站地面厂房鞭梢效应及抗震分析

以某水电站地面厂房为例,研究了厂房上部结构在地震中的鞭梢效应,探讨了鞭梢效应的成因和机理,根据水电站厂房的几何构造、受力特点和动力特性建立了整体和局部模型,并采用时程分析法对比分析了不同模型在地震中的动力响应。结果表明,从基础传来的地震波经厂房下部结构放大后,对上部结构的地震反应影响显著,而上部结构的鞭梢效应也对下部结构的地震响应有一定的影响。

SV波斜入射不同自由场构建方法下水电站地面厂房地震响应研究

针对目前近断层地震动少有考虑斜入射以及存在不同自由场构建方法的问题,研究了不同自由场构建方法的精度及其对水电站地面厂房地震响应的影响。将总波场分解为内行场和外行场,基于波场叠加原理分析了地基各边界面上的3种自由场,推导了与各边界面自由场对应的等效节点荷载计算公式,并结合边界条件实现了平面SV波斜入射输入。分析了3种斜入射下整个地基的自由场及其相对于解析解的计算精度,不考虑地基底部和右侧边界外行场时,计算误差较大;考虑地基底部边界和右侧边界外行场时计算误差很小,最大误差仅为-3.8%。研究了3种自由场构建方法下脉冲型和非脉冲地震动对水电站厂房地震响应的影响。结果表明:不考虑地基底边界和右侧边界外行场时,厂房总输入能和损伤耗散能有较大增加,导致厂房下部尾水管结构出现大范围的损伤破坏,并且各项能量占总输入能的比重发生明显变化;在相同自由场构建方法下,脉冲型地震动对厂房的破坏能力更强,因此近断层区域内厂房的抗震设计应该引起重视。

水电站地面厂房抗震研究现状与展望

我国水能资源多集中在地震频发、地震烈度高的西部地区,水电站地面厂房是水能转化为电能的重要场所,其地震动力响应规律明显区别于工业厂房和其它水工建筑物,有其自身的特点。与大坝、边坡和隧洞等水工建筑物相比,水电站地面厂房的抗震研究相对滞后,本文总结了当前地面厂房的抗震研究现状,包括地震响应的计算方法、混凝土材料非线性本构和结构非线性接触、动水压力模拟、边界条件以及地震响应评价方法等,对多数学者认可的主流方法和模型进行了介绍。最后提出了值得深入研究的若干问题,如近断层地震动作用下水电站厂房的抗震性能、厂房地基岩体的非线性、不同蜗壳埋设方式对厂房的抗震性能的影响等。

网架屋面对水电站地面厂房地震响应的影响

水电站地面厂房越来越多采用网架屋面,为研究网架支承方式及其有限元模拟方法对厂房地震响应的影响,运用ANSYS软件建立了5种有限元模型,采用时程法分析了厂房在顺河向地震加速度下的响应。研究表明:网架对厂房下部结构影响小,对上部结构影响大,将网架简化为连杆支撑时计算结果与实际相差较大,不建议采用连杆对网架进行简化模拟;在缺少网架资料,并且网架与下部支承的连接方式为一端固定铰支座一端滚轴支座时,可以采用不考虑网架的简化模型计算;网架为抗震薄弱部位,且地震响应受下部支承影响大,网架与下部支承一端为固定铰支座一端为滚轴支座的连接方式,相比较于两端均为固定铰支座的连接方式,顺河向抗震性能明显较好,但考虑静力组合作用后网架的轴力更大,应慎重选取连接方式。

坝后式水电站地面厂房结构研究

简述水电站厂房结构设计、稳定分析。通过对鸡冠山电站实例设计成果对水电站坝后引水厂房结构设计、稳定分析等方面的计算,对今后小流量、低装机的电站厂房如何进行结构设计提供经验,对在岸滩建设独立厂房地基处理问题提供计算思路。

厂房CAD在戈兰滩水电站厂房设计中的应用

水电站地面厂房CAD系统(CFCAD)软件是中水北方勘测设计研究有限责任公司在20世纪90年代末开发完成的,曾获得国家科技进步三等奖,已成功应用于国内数十座水电站厂房设计。为适应计算机操作系统和规范的变化,CFCAD在2003年升级至Windows版本,新版本操作更加方便、灵活。针对该软件在戈兰滩水电站设计中的应用,总结了使用CFCAD的一些经验。

基于不同网架模拟方式的水电站厂房振动特性研究

水电站地面厂房越来越多采用网架屋面,为研究网架支承方式及其有限元模拟方法对厂房振动特性的影响,本文运用ANSYS软件建立了5种有限元模型,计算了厂房的自振特性和机组振动荷载作用下的响应.研究表明:网架与下部支承结构简支连接比铰支连接的抗振性能更好;网架模拟方式仅对厂房上部结构的振动特性有影响,对发电机层楼板及以下结构的振动特性影响很小;在计算机组振动荷载作用下厂房的动力响应时,将网架简化为刚性二力杆得到的动位移小于网架按实际尺寸模拟的结果.故建议在研究包含上部结构的厂房振动特性时,尽量按实际尺寸对网架进行模拟;若只需研究发电机层以下厂房结构的动力特性时,可选择不包含网架的模型进行计算.

上-下部结构相互作用对水电站厂房地震响应的影响研究

为了探究上-下部结构相互作用对水电站地面厂房地震响应的影响,基于工程实例,针对当前普遍应用的简化分析方法,确定了4种方案对比分析下部结构的放大效应、上下部结构的耦联以及下部结构混凝土材料采用线弹性本构模型对厂房结构地震响应的影响。结果表明:不考虑下部结构放大效应或者不考虑上下部结构耦联会使厂房结构的地震响应偏小且偏差较大,据此设防将不利于结构的抗震安全;不考虑下部结构混凝土材料的塑性力学行为时,厂房结构的地震响应偏大但较为接近真实值,进一步比较结构的各项能量分配和受拉损伤演化过程,此方案上部结构的塑性变形耗能和损伤耗能均减小,损伤范围也减小,下游墙体的损伤程度却更为严重,但结构破坏模式相似,均为上下部结构的相交部位发生损伤破坏,所以认为应用此方法做抗震简化分析能够较为准确地反映上-下部结构的相互作用,并且有利于水电站地面厂房的抗震安全。

浅谈地面式水电站厂房的抗震构造设计

论述水电站厂房结构进行抗震构造设计的目的和重要性,简要归纳了目前国内进行结构抗震构造设计的方法,并列出在高地震烈度地区某水电站厂房所采用的抗震构造措施,其结果提高了厂房在抵御地震荷载时的安全储备。因此,地面式水电站厂房的抗震构造设计,应与结构抗震分析计算同样重视。

厂房CAD软件应用浅谈及经验总结

微机水电站地面厂房CAD系统(简称厂房CAD或CFCAD)是中水北方勘测设计研究有限责任公司(原水利部天津院)20世纪90年代初开发的地面厂房辅助设计软件,随着操作系统、AutoCAD版本、编程语言及相关设计规范的变化,厂房CAD软件进行了4次大的版本升级。首先对布置模块和结构模块的功能、使用流程进行了简要说明。结合几个国内外厂房设计项目,展示了厂房CAD软件的成果。最后对厂房CAD软件的使用注意事项进行了分析总结,为后续使用者提供了参考。