大型水电站地面厂房动力特性与抗振分析

发布时间：2017-08-18 08:04

  本文关键词：大型水电站地面厂房动力特性与抗振分析

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【摘要】：随着我国水电事业的飞速发展,水电站厂房的机组容量也逐渐扩大,致使电站厂房的结构形式更加复杂,尺寸不断增大,这些变化必然会削弱厂房和机组的刚度。对于水电站厂房而言,机组是其核心部分,机组复杂并伴有巨大能量的振动极易引起厂房结构的振动。因此,深入地进行大型水电站厂房的动力分析,掌握结构在各种动力荷载下的振动特性,从而更好地为水电站厂房动力设计提供有效可靠的参考思路与指导原则便显得尤为重要。本文针对以上问题,在选取正确的动力模型的基础上,结合厂房结构的自振特性,重点关注结构在机组动荷载下的振动规律,为以后水电站厂房的振动模拟提供正确的建模思路与恰当的分析方法,同时为厂房结构的抗振优化设计提供可靠的参考。论文所做内容主要包括：(1)对现有的振动分析数值模型加以分析,建立更加合理的数值模型,选取合理的动力学参数,对边界条件的模拟方式进行统一。通过建立不同参数下的动力模型,分析对比不同参数结构的自振特性及厂房动力反应。对建模过程中动力参数,例如弹性模量、阻尼比以及泊松比进行敏感性分析,探讨水体对地面厂房不同分析类型及不同部位的影响,提出合适的基岩模拟范围与边界条件。(2)探讨厂房结构的压力脉动荷载的施加方式,并对其进行敏感性分析和动力反应计算。对比分析了脉动压力荷载的两种不同施加方式,一是将流道分为蜗壳、导叶后转轮前、尾水管三个分区,取三个测点的脉动压力试验数据作为动力输入；二是根据所有测点将流道分区。对于两种方案的计算结果,提取结构关键部位的动力反应,确定比较合适可靠的脉动压力施加方式,确定压力脉动荷载对结构的主要作用部位。(3)研究厂房结构的抗振优化设计方案。对于地面厂房的上部结构,建立立柱、立柱加剪力墙以及实体墙结构形式,对结构进行自振特性、机组诱发振动反应以及地震动反应计算分析,确定合适的地面厂房上部结构形式。同时,针对楼板的厚板结构和板梁结构两种主要形式,研究结构形式对动力反应的影响。通过研究不同形式的楼板结构,确定其在不同的动力反应下的规律,确定其敏感度,从而提出有利的抗机组诱发振动的结构形式和设计思路。
【关键词】：水电站地面厂房 自振特性 振动反应 脉动压力 抗振设计
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV731.1;TV312
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 动力分析研究现状10-12
• 1.3 本文研究内容12-14
• 2 动力分析相关理论与分析模型14-19
• 2.1 相关理论14-15
• 2.1.1 有限元理论14
• 2.1.2 地震反应谱法14
• 2.1.3 谐响应分析14-15
• 2.2 计算基本资料15-16
• 2.3 计算模型16-19
• 3 厂房动力模型19-51
• 3.1 弹性模量和阻尼比的影响19-34
• 3.1.1 弹性模量对模态分析的影响19-28
• 3.1.2 阻尼比对模态分析的影响28
• 3.1.3 弹性模量对谐响应分析的影响28-31
• 3.1.4 阻尼比对谐响应分析的影响31-34
• 3.2 基岩模拟范围和边界条件的影响34-45
• 3.2.1 基岩模拟范围和边界条件对模态分析的影响34-40
• 3.2.2 基岩范围和边界条件对谐响应分析的影响40-45
• 3.3 厂房内外水体的影响45-49
• 3.3.1 计算方案45-46
• 3.3.2 水体对模态分析的影响46-48
• 3.3.3 水体对谐响应分析的影响48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 脉动压力作用下厂房结构振动分析51-57
• 4.1 计算方案和计算荷载51-52
• 4.2 计算结果52-56
• 4.2.1 方案一计算结果52-54
• 4.2.2 方案二计算结果54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 5 厂房结构抗振设计的原则路径57-71
• 5.1 厚板结构与梁板结构的比较57-63
• 5.1.1 计算方案57
• 5.1.2 模态分析计算结果57-62
• 5.1.3 谐响应分析计算结果62-63
• 5.2 上下游侧梁柱排架结构与剪力墙结构的对比分析63-69
• 5.2.1 计算方案63
• 5.2.2 模态分析计算结果63-67
• 5.2.3 谐响应分析计算结果67-68
• 5.2.4 地震动反应分析计算结果68-69
• 5.3 本章小结69-71
• 6 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-75
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

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1 肖燕武;;地震反应谱的局限性及最新发展[J];水利与建筑工程学报;2010年06期

2 潘家铮;中国水利建设的成就问题和展望[J];中国工程科学;2002年02期

3 曹连朋;赵兰浩;曹泽伟;卢珊珊;夏辉;;阿海水电站厂房结构抗振分析[J];水电能源科学;2012年01期

4 马震岳,沈成能,王溢波,陈婧,赵德海,路振刚,王广成,戴正,赵纯经,杨琦;红石水电站厂房的机组诱发振动及抗振加固研究[J];水力发电学报;2002年01期

5 彭新民,崔广涛;漫湾水电站厂房泄洪振动的模拟研究[J];水利水电技术;2001年07期

6 彭程;钱钢粮;;21世纪中国水电发展前景展望[J];水力发电;2006年02期

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本文编号：693466