水电站厂房静力性能及机墩结构强迫振动研究

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水电站厂房是将水能转换为电能的最终场所,是现代水利枢纽的一个非常重要的组成部分,它的安全性对整个水利枢纽正常运行都十分重要。由于电站的振动会限制机组的运行,从而损失发电量,其安全稳定性对整个引水系统的安全有着至关重要的影响。因此,有必要对水电站厂房的性能及安全进行深入研究。  本文基于有限元法对电站厂房的静动力特性及安全进行计算分析:根据某工程水电站厂房设计,选取一个机组段建立三维有限元模型,采用有限元法对其进行结构应力和变形分析,评价厂房的安全性。通过分析得到水电站1#机组坝段各部位最大压应力均小于混凝土的设计抗压强度,满足抗压强度设计要求,局部拉应力大的部位一部分是在几何形状突变处,有应力集中因素的影响;进一步分析水体存在时,分别采用拟静力法和动力法对某水电站机组动荷载作用进行了分析,分析机组动荷载对厂房结构及其上部结构的动力响应的影响,综合评价认为,按照考虑动荷载频率效应的动力法复核,厂房机墩结构在机组振动荷载作用下的位移和应力均可满足要求,说明机墩结构有较大的刚度和强度,正常运行工况(长期组合)与其他事故工况(短期组合)的计算结果,规律上没有实质性的差别,数值上有程度不同的变化。本论文的研究成果可为水电站厂房的动力特性设计和施工管理提供参考。
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