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水电站厂房是将水能转换为电能的最终场所,是水利枢纽中主要建筑物之一,随着我国水电事业的蓬勃发展,水电站厂房的规模越来越大,重要性越来越突出,这对水电站厂房的结构设计提出了更高的要求。灯泡贯流式水电站由于流道平坦、机组过流量大、效率高、尺寸小、重量轻、能量及经济指标好等优点成为目前中小型水电站开发的一种良好型式。然而,由于灯泡贯流式水电站厂房独特的布置型式,致使应力分布有不同于常规水电站厂房的特点。因此,根据其结构特点,进行合理的简化,建立比较符合实际受力特点的结构力学计算简图和有限元计算模型,对于比较合理地计算分析水电站厂房作用效应具有重要意义。 目前在水电站厂房设计中通常采用的方法有结构力学、材料力学法和有限元法。结构力学、材料力学法在工程设计中应用的时间长,计算结果可靠,有大量的工程实践经验,在众多的实际工程中得到了验证。在模型简化过程中一般按平面问题处理,这就忽略了整体结构对所选取截面的影响;在加载过程中会忽略构件尺寸的影响,也不能反映上游水压力和泥沙压力等荷载对结构的影响。 有限元法多借助于功能强大的有限元软件和计算机,计算过程中不易出错,结果能以图形图像形式显示,清晰明了。但对于复杂的厂房结构,建模工作量大,在网格剖分时人为因素影响较大,并且计算结果具有网格尺寸效应。 本论文结合工程实例,根据灯泡贯流式水电站厂房独特的布置型式,研究和探讨了结构力学计算简图和有限元计算模型的建立以及荷载施加方法;研究和探讨了计算结果整理分析的内容和方法;分别用结构力学法和有限元法对某水电站厂房进行了结构计算分析,所得结论对该工程的结构设计和安全评价提供了依据,对同类工程的设计具有参考价值。