基于有限元法水電站廠房結(jié)構(gòu)建模及其靜動力行為

針對水電站廠房結(jié)構(gòu)振動劇烈的問題,利用大型商業(yè)通用有限元結(jié)構(gòu)軟件abaqus,建立了某水電站廠房和基礎(chǔ)的三維有限元模型,廠房結(jié)構(gòu)主要包括主廠房框架、風罩、機墩、屋頂、上下游進出水口、地基以及副廠房和部分安裝間結(jié)構(gòu)等。分析了廠房結(jié)構(gòu)的動力特性,即廠房結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。為合理的設(shè)計機組運行參數(shù),從而減小結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振問題提供科學的依據(jù)。

由于水電站廠房結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,網(wǎng)格劃分非常困難,本文在建立廠房有限元模型中采用了過渡單元來進行網(wǎng)格劃分。為說明采用過渡單元的合理性,文中用梁模型驗證了其計算精度。在此基礎(chǔ)上,對廠房結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)分析和廠房自振頻率校核,得出可以計算廠房整體結(jié)構(gòu)而無需單獨計算蝸殼和尾水管就可以滿足計算要求的結(jié)論。最后,計算和分析了廠房結(jié)構(gòu)的校核工況、地震工況及尾水管的檢修工況,并進行了應(yīng)力強度校核。

本文以蜀河水電站廠房為例探討溢流式廠房結(jié)構(gòu)的動力特性,建立蜀河水電站廠房結(jié)構(gòu)大型有限元計算模型,對廠房各部位的自振特性進行全面的分析;根據(jù)泄洪表孔水力學試驗測得的脈動水壓力,進行水力激振作用下的廠房結(jié)構(gòu)動力時程分析,研究廠房結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)。計算研究成果為廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和改進抗振特性提供理論依據(jù)。

本文結(jié)合我國一待建大型水電站廠房水下結(jié)構(gòu),在考慮廠房上部結(jié)構(gòu)對水下結(jié)構(gòu)的動力耦聯(lián)相互作用情況下首次進行了電站廠房水下結(jié)構(gòu)的三維動力有限元整體功力分析研究;導(dǎo)出了解決組合單元“強連接”問題的讀入剛度矩陣;編制了相應(yīng)的電算程序;配合大型通用程序sap5,進行了廠房水下結(jié)構(gòu)的三維有限元整體動力分析,求得了水下結(jié)構(gòu)的高階整體模態(tài)特性及其特有的變化規(guī)律。最后,通過激光全息整體模型動力試驗的驗證,說明理論分析和計算的結(jié)果是符合實際的。

第七章水電站廠房結(jié)構(gòu)分析 第三節(jié)吊車梁及排架柱結(jié)構(gòu)計算 廠房上部結(jié)構(gòu)的屋蓋、發(fā)電機樓板、圍護磚墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與一般工業(yè)廠房相同，這里不再贅述。吊 車梁與構(gòu)架則有其不同于一般工業(yè)廠房的使用特點，現(xiàn)將結(jié)構(gòu)設(shè)計原理作簡要介紹。 一、吊車梁 吊車梁是直接承受吊車荷載的承重結(jié)構(gòu)，是廠房上部的重要結(jié)構(gòu)之一。水電站廠房內(nèi)大多采用電 動橋式吊車，其特點是起吊容量大、工作間歇性大、操作速度緩慢、使用率低(只在機組進行安 裝和檢修時才用)。 水電站吊車性質(zhì)屬于輕級工作制，吊車梁可不驗算重復(fù)荷載作用下的疲勞強度。 現(xiàn)在我國大中型水電站已大多采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊車梁，也有采用鋼結(jié)構(gòu)的。鋼筋混凝土吊 車梁在施工上可分為現(xiàn)澆、預(yù)制和疊合梁等形式?，F(xiàn)澆吊車梁可分為單跨簡支和多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)(在 廠房伸縮縫處必須分開)。預(yù)制梁大多為單跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。吊車梁截面截面形式有矩形、t 形和i字形

本文論述了鋼筋混凝土柱與大體積混凝土相交,交點處的設(shè)計和計算。

本文論述了鋼筋混凝土柱與大體積混凝土相交，交點處的設(shè)計和計算。

以阿海水電站廠房結(jié)構(gòu)為例,采用定性判別和定量分析兩種方法評價了廠房結(jié)構(gòu)抗振安全性,首先分析計算了主、副廠房及樓板等局部結(jié)構(gòu)的自振特性,然后分析了3種潛在振源(機械、電磁、水力)的頻率特性,并按共振校核法對廠房結(jié)構(gòu)抗振安全性作出了定性判別,最后將機組水力激振作用下的廠房振動簡化為簡諧振動系統(tǒng),采用逐步積分法定量計算了廠房結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),所得結(jié)果可為廠房抗振設(shè)計提供參考。

建立了基于ansys的有限元模型,對水電站廠房結(jié)構(gòu)自振特性進行了分析,提供了一種科學合理的方法,從而可以有效避免結(jié)構(gòu)共振的發(fā)生,具有廣泛的應(yīng)用價值。

水電站廠房作為水利工程中的一個重要水工建筑物,應(yīng)首先保證其運行的安全可靠性,其次再考慮經(jīng)濟性。設(shè)計時應(yīng)利用合理的技術(shù)措施,確保廠房工程質(zhì)量,取得工程投資建設(shè)的經(jīng)濟效益和社會效益。因此,對廠房進行結(jié)構(gòu)動力分析具有重要意義。筆者以某引水式水電站工程的廠房結(jié)構(gòu)為研究對象,選取其中典型機組段,建立機組段三維有限元模型,對廠房進行地震作用分析以及廠房結(jié)構(gòu)固有頻率分析與共振校核,為該工程的設(shè)計和安全運行提供合理的依據(jù)。

為了解某待建水電站地下廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性,通過三維有限元數(shù)值模擬對廠房樓板、機墩、立柱、蝸殼混凝土、尾水管等重要部位設(shè)計成果進行模態(tài)及諧響應(yīng)分析,結(jié)果表明:初步設(shè)計成果是合理的,并為該電站廠房的安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計提出建議,為該電站廠房的施工圖設(shè)計及日后工作順利開展提供了重要的理論支持。

河床式水電站廠房結(jié)構(gòu)動力特性研究——以黃河小峽工程為背景，分析了河床式廠房結(jié)構(gòu)的振動特點，并建立三維有限元模型，計算對比了干、濕模型的動力特性及兩者的差異，并對差異產(chǎn)生的原因進行了分析．在此基礎(chǔ)上，通過對小峽水電站內(nèi)振源的分析，進行了結(jié)構(gòu)共振...

三峽水電站廠房結(jié)構(gòu)動力分析與優(yōu)化

水電站地面式廠房發(fā)電機層以上的墻柱通常是受振動影響最大的部位,為了研究廠房上部結(jié)構(gòu)的連接方式和止水布置位置對結(jié)構(gòu)的受力特性的影響,以某電站廠房為例,采用ansys軟件,建立廠房上部的墻柱結(jié)構(gòu)有剛度較大的鋼架連接和無鋼架連接2種模型,分析其對結(jié)構(gòu)自振的影響?；谠O(shè)計推薦方案,研究止水結(jié)構(gòu)對廠房受力特性的影響,分別在2個具有代表性的工況下進行論證分析。計算成果表明:將廠房上部結(jié)構(gòu)用鋼架連接成整體后,對結(jié)構(gòu)的振動特性影響總體有利,但改善幅度不明顯;止水位置對蝸殼部位的受力特性影響較為顯著。上述研究成果可為水電站廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計與止水受力優(yōu)化提供有益參考。

　以黃河小峽工程為背景,分析了河床式廠房結(jié)構(gòu)的振動特點,并建立三維有限元模型,計算對比了干、濕模型的動力特性及兩者的差異,并對差異產(chǎn)生的原因進行了分析.在此基礎(chǔ)上,通過對小峽水電站內(nèi)振源的分析,進行了結(jié)構(gòu)共振校核.研究計算結(jié)果為有效地優(yōu)化河床式水電站廠房結(jié)構(gòu)的動力特性和改進抗振設(shè)計提供了數(shù)值理論依據(jù).

為研究廠房不同樓板結(jié)構(gòu)型式和立柱布置條件下梁板柱系統(tǒng)振動特性的差異,結(jié)合瀘定水電站地面廠房的實際建立三維有限元模型,對梁板和厚板兩種結(jié)構(gòu)型式的自振特性和機組振動荷載下的振幅進行了研究.結(jié)果表明,在保證混凝土方量一致的前提下,梁板結(jié)構(gòu)的自振頻率略高于厚板結(jié)構(gòu).隨著樓板厚度的增大或者立柱個數(shù)和截面尺寸的增加,樓板自振頻率逐漸提高,機組動荷載作用下的結(jié)構(gòu)振幅有所減小.但當樓板厚度達到一定值時,其自振頻率的增加幅度和結(jié)構(gòu)振幅的降低幅度越來越小.相對而言,增加立柱個數(shù)和截面尺寸比增加樓板厚度對樓板抗振更為有利,但有可能帶來廠房布置上的困難.因此,實際工程中應(yīng)綜合考慮廠房結(jié)構(gòu)混凝土方量、施工難度和結(jié)構(gòu)布置等因素選擇具體的樓板結(jié)構(gòu)型式和立柱布置方案.

三峽水電站廠房結(jié)構(gòu)動力分析與優(yōu)化 (2)

三峽水電站廠房結(jié)構(gòu)動力分析與優(yōu)化

大型水電站廠房結(jié)構(gòu)流固耦合振動特性研究——淺析了流固耦合振動機理，探討了流固耦合振動問題的分析方法，分析了廠房結(jié)構(gòu)同流體相互作用的復(fù)雜的邊界條件，并利用強耦合法把有限元理論和聲場理論結(jié)合起來，計算了某大型水電廠房流固耦合振動特性，并與無流體存...

能源緊缺是人類文明發(fā)展所始終面臨的主要問題之一,水力發(fā)電作為一種重要的能源獲取方式,已成為我國僅次于火力發(fā)電的重要能源獲取途徑,且在科學規(guī)劃、全面論證的前提下仍極具開發(fā)潛力.目前看來,水力發(fā)電是比較符合我國可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展目標,因此應(yīng)用也比較廣泛.水電站的廠房是將水能通過機械轉(zhuǎn)化為機械能,然后再將機械能轉(zhuǎn)化為電能的場所.由于水電站通常處于特殊的地理位置,在地震發(fā)生時,廠房很容易發(fā)生擺動,影響水電站的工作效率,因此,對水電站廠房進行鋼針設(shè)計和加固有著重要意義.基于此,本文主要對水電站廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行分析探討.

高地震烈度、高水頭作用下的電站進水塔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性一直是水電設(shè)計者及工程界研究人員密切關(guān)注的重大問題。結(jié)合具體工程實例,采用大型有限元計算軟件ansys建模和分析計算,對古水水電站進水塔在靜、動力荷載組合作用下塔體的應(yīng)力及變形的分布規(guī)律進行分析研究。通過對進水塔結(jié)構(gòu)各部位的應(yīng)力及位移等計算結(jié)果的分析,論證塔體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性,并對古水水電站進水塔的結(jié)構(gòu)的設(shè)計給出合理性建議。

費魯水電站為燈泡貫流式機組,文章從廠房布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面對該水電站進行了介紹。