河床式水电站厂房地震荷载特性及其抗震研究

河床式水电站厂房的抗震能力关系到水电站安全稳定运营的状态,本论文从河床式水电站厂房地震荷载特性的角度切入分析,分析了厂房的地震荷载特性,并在此基础上探讨了厂房的抗震设计措施,从结构振动控制技术分析了厂房的抗震结构控制措施,对于进一步提高河床式水电站厂房的抗震结构设计和抗震能力具有一定的借鉴意义。     

地下厂房洞室群动力反应时程分析

采用动力时程分析法,对杨房沟水电站地下厂房洞室群地震反应进行了三维非线性数值模拟,分析了洞周围岩的加速度、位移时程变化及应力分布特征.计算结果表明,在地震荷载作用下,洞室高边墙对加速度有一定放大效应;洞周围岩地震位移波形与输入地震波形一致,围岩各质点间的相对变形及围岩永久变形均较小;围岩应力分布较为合理,最大主应力及最小主应力幅值较小,地下洞室群在设计地震荷载作用下抗震稳定性较好.     

河床式水电站结构分析与结构特性研究

本文结合国内外四项大型水电站工程，对河床式水电站厂房坝段，按平面及空间问题，系统研究了各个局部结构（档水胸墙、蜗壳、尾水管、下游挡水墙、闸墩等）和整体结构在各种荷载作用下的应力、变形分布规律及结构基本特性，为合理选择结构形式及配筋设计提供了依据。     

基于原型观测的水电站厂房结构振动分析

由于规范中用以计算动位移的动荷载与实际情况有一定出入，为了找出最主要的垂向动荷载，并提出计算厂房结构垂向动位移的方法，根据原型观测资料结合信号分析技术分析了水电站正常运行时尾水脉动、水轮机顶盖压力脉动、项盖垂向振动、推力轴承垂向振动、下机架基础垂向振动和机墩顶部垂向振动之间的位移与频率关系，并详细阐述了水电站厂房结构内的动荷载情况，指出各种动荷载可能产生的作用及影响，对某些荷载的量级做了初步估算，进而找出最主要的垂向动荷载——轴向水推力的脉动．结果表明，顶盖压力脉动与尾水脉动是轴向水推力脉动的主要原因，规范规定的垂向动荷载偏大．最后，基于实测资料对厂房结构进行三维有FIt元反馈分析，提出了一种计算厂房结构垂向动位移的方法。     

厂坝联合泄洪的一种新型式—挑越式厂房

高山窄谷地区修建高坝、大水电站时常遇到溢洪道和厂房争位,产生布置上的困难,这是我国大型水电建设中一个重要课题。本文在对白山水电站挑越式厂房方案实验研究基础上,分析了我国新安江、修文和乌江渡等厂坝联合泄洪水电站工程的设计、科研和运行经验,认为:由于挑越式厂房宣泄大流量时脱离高速水流的直接作用,防振、域蚀、优点突出。本文着重研究了人们关心的关于挑越式厂房小流量不可避免地冲击厂房顶的流态及其发生条件。实验证明,这一冲击时间短暂、流量不大。而且这些现象已多在模型和原型条件下确切的被观测过。所以,认为在一般情况下冲击水流也不致构成危害性的水流条件。本文还引用了实验资料说明在消能市置上挑越式比溢流式厂房可有更多的余地做好消能防冲布置。本文还着重讨论了实验观测到的并采用随机函数理论分析了的冲击水流脉动荷载。认为它在性质上属于低频、大幅的窄带噪音谱。实验证明不同比尺模型的优势频率符合重力相似律。振幅特性的均值及方差都不大,不论垂直和水平总脉动荷载都远小于厂房顶板自重。本文还从模型实验与理论分析两方面对挑越式厂房的自振特性进行了分析。在实验研究中还应用了激光全息干涉术。在此基础上对结构的动力反应进行了分析计算。其结果说明在白山条件下厂房结构不会与冲击水流发生共振,冲击厂房顶脉动荷载所产生的动应力较小,它不是厂房结构设计的控制因素。本文认为所研究的厂坝联合泄洪结构是一种新型的在工程上有实际意义的布置型式。是解决高坝、大水电站溢洪道和厂房布置困难的一条新途径。     

地震作用下地下厂房混凝土衬砌结构稳定分析

针对混凝土循环荷载作用下的率相关性和疲劳损伤特性,提出考虑拉、剪损伤各向异性的混凝土动力本构模型,并推导出损伤变量动态演化方程;针对围岩与衬砌动力相互作用特点,提出考虑围岩与衬砌非连续变形的显式动力有限元积分方法;由此,构建地下厂房混凝土衬砌结构动力响应分析方法,并将该方法应用于映秀湾水电站地下厂房抗震稳定计算。衬砌结构各部位在地震下处于同步震动状态,其中衬砌顶拱应力和位移波动幅度较大;主厂房衬砌顶拱与边墙最大相对位移达到1.6 cm,说明主厂房发生了较为明显的结构变形;衬砌结构损伤区主要分布在顶拱处,其中拉裂损伤造成的损伤破坏较为严重;围岩对衬砌结构的约束作用有助于衬砌结构的抗震稳定性。应用上述方法所得的计算结果较为合理地反映了衬砌结构动力响应特征,可为地下厂房混凝土衬砌结构抗震设计提供参考。     

水电站厂房尾水管肘管段底板分析方法探讨

1 前言水电站厂房尾水管肘管段底板内力分析目前通常采用交叉梁法.该法将底板取为与周围块体结构固定的不规则平板,用交叉粱系模拟平板,按结构力学方法计算内力.在荷载上,除了扬压力外,作用在底板上的地基反力通常直接采用在厂房下部结构整体计算中按线性分布假定得到的数值,没有考虑底板柔度对地基反力分布的影响.我国许多完建和在建的大型水     

混凝土坝及坝后式厂房整体地震响应分析

以某水电站工程为例,建立了独立坝体计算模型、独立厂房计算模型和考虑大坝坝体、背管及厂房的整体三维有限元仿真计算模型;在对这3个模型进行自振特性分析和基于反应谱法的地震动力响应计算的基础上,分析了地震条件下整体计算模型坝体、背管和厂房连接处的位移工作性态及其相互作用,比较了分块计算模型和整体计算模型对工程影响的差异.结果表明:独立模型不能反映坝体厂房之间相互作用对固有频率产生的影响;在进行谱分析时,整体模型要选取更多阶的谱值才能反映高阶频率对位移的影响.     

地震荷载作用下倾倒式危岩体动力失稳机理研究

目的研究地震作用下倾倒式危岩体的动力响应规律及稳定性.方法以金沙江下游溪洛渡水电站14岩流层内1#危岩体为例,利用离散单元法对倾倒式危岩体进行全时程动力分析.结果倾倒式危岩体在地震荷载作用下发生破坏后,落石的主要运动可分为三个阶段,即启动准备阶段、倾倒、翻滚阶段和减速滞留阶段.结论揭示了地震荷载作用下危岩体的失稳规律,为危岩防灾减灾提供了理论依据,可以为类似工程提供参考和借鉴.     

清溪水电站工程大坝设计概述

清溪水电站为坝后式电站,工程主要建筑物有挡水建筑物、泄水建筑物、发电引水建筑物及发电厂房、升压站等。实验室水工模型试验和三维有限元计算分析,得出水工模型试验结论和三维有限元计算分析结论。     

温度变化对水电站蜗壳结构配筋的影响

水电站厂房下部结构是一个多孔洞的大体积混凝土结构，受力状况复杂，尤其是在温度变化作用下，蜗壳周边混凝土的应力状态更是难以确定，为此，运用三维有限元对某水电站地下厂房下部结构进行了数值分析，确定其在运行期间的最高温升、最大温降、半数磁极短路以及蜗壳未充水最大温降4种工况下的应力分布状态．根据数值计算的结果得到平行机组安装高程6个平面的环向应力和8个典型纵剖面的环向应力，然后进行配筋计算，分析温度变化对水电站厂房下部结构配筋的影响，为今后分析水电站厂房下部结构的温度应力以及优化水电站蜗壳外围混凝土的配筋提供了可靠依据。     

停机过程中的水电站厂房支承结构动力特性识别方法

运行过程中的水电站厂房支承结构动荷载的作用复杂，确定支承结构动力特性是水电站厂房动力分析中的重要问题，然而常规的试验手段对结构有较强的破坏作用或者因难度较大不易实现。利用李家峡双排机主厂房真机试验中的测试数据，基于动力学原理分析了停机过程中结构振动及荷载的变化的特点，提出了一种应用停机过程识别厂房支承结构动力特性的方法。在该方法中，将机组测试与结构测试成果相结合，并充分利用小波分析的优点，成功地克服了停机过程分析中荷载变化历程长，结构振动非平稳等不利因素。     

并联体系(扬水站类型)结构自振特性与地震荷载的研究

本文提出了二元并联体系结构的自振特性与地震荷载的分析方法,并用试验结果进行了论证分析,说明这种方法是可行的。同时对两个分体系的各主尺度不同时,对其自振特性、地震加速度分布指数的影响程度进行了研究。最后找到了大中型扬水站地震加速度分布指数的一般分布规律,从而提出了一种简单易行的扬水站地震荷载的计算方法。     

刚度特征值对框架剪力墙结构等效地震荷载计算的影响

文章根据框架-剪力墙结构的特点,以作用倒三角形水平分布荷载的等截面弯剪悬臂杆的侧移曲线作为其初始侧移模式,利用弹塑性反应谱计算等效地震荷载.对一个18层钢筋混凝土框架-剪力墙进行了基于不同刚度特征值的等效地震荷载的计算,最后讨论了结构刚度特征值对等效地震总剪力和楼层地震剪力的影响.     

某大跨度门式刚架轻钢厂房整体倒塌的调查分析

通过调查某双跨门式刚架轻钢厂房在雪荷载作用下发生突然整体倒塌事故,分析了厂房整体倒塌的过程及原因;探讨了设计、施工以及构造处理等方面的因素对轻型钢结构构件破坏,以致引起整体倒塌的影响．在调查分析的基础上,对比研究了国内外规范的设计计算规定,提出了我国门式轻钢结构设计与施工方面应注意处理的问题,以提高结构在偶然较大荷载作用下的整体可靠度．     

地下洞室群通风系统风流运行规律及排风效果研究

为了解水电站地下厂房在各洞室贯通后的风流运行规律及排风效果,以河北丰宁抽水蓄能电站为例,利用计算流体力学软件Fluent对地下洞室群永久通风系统的气流运行规律进行了模拟,分别对地下厂房不同位置下的排风竖井的通风情况进行了计算,根据模拟结果,得出了洞室群的空气流场分布云图以及交通洞和排风竖井的空气质量流率,进而分析了不同工况条件下地下厂房的气流运行规律及排风效果,并讨论了不同供风量对洞室群风流情况的影响。     

水电站地下式厂房尾水调压室与导流隧洞衔接的涌波计算及试验研究

本文通过理论计算和模型试验研究,证明对于地下式水电站厂房,将施工导流隧洞改作正式尾水隧洞是可行的,从调压室的工作状况看,在任何工况下对水电站运行没有不良影响,因之具有明显的经济效益,可供今后类似的工程在规划、设计上作参考。     

考虑流固耦合与上部结构影响的半地下厂房地震响应模拟

某中型电站半地下厂房,采用后浇带设计方案,即在板、墙、梁相应位置留设临时施工缝,若干时间后再浇注该施工缝混凝土,浇筑完成之后厂房成为一个整体结构,不存在变形缝,此类大跨度水电站厂房比较少见.在考虑了流固耦合与上部结构的影响下,针对该厂房在三向耦合地震激励下的各典型运行工况的振动特性及应力应变情况进行了分析.结果表明,流固耦合对反映厂房在有水工况下的自振特性具有较大的影响,流固区的范围差值导致厂房的不协调振动是影响该厂房地震响应幅值的主要原因;并且当地震发生时,1、2号机或3、4号机同时发电运行对于厂房结构的应力状态最为不利,为此类半地下厂房的抗震设计和安全运行提供可靠参考.     

房屋建筑地震荷载的计算方法(单质点体系)

本文根据我国抗震设计规范[1～5]简要介绍房屋建筑地震荷载的计算方法。内容包括地震荷载的概念;反应谱理论的要点及水平地震荷载计算方法。     

江坪河水电站高陡边坡落石运动分析及防护措施

针对江坪河水电站厂房后边坡陡岩临空面倾角接近垂直、节理裂隙发育,可能发生崩塌落石灾害以至于威胁河谷部位地表厂房安全问题,在进行地质勘察的基础上,选取典型剖面建立落石运动分析模型,采用经验计算法定量分析落石运动特征,并以基于概率的运动学原理对落石进行数值仿真,探讨落石的落点分布、弹跳高度、运动速度及动能分布问题.计算结果表明,陡岩发生崩塌落石对电站厂房安全威胁巨大,需采取必要的落石防护措施.