西藏尼详河多布水电站厂房基础振动计算分析

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随着我国水电事业的蓬勃发展,水电站的规模越来越大,重要性越来越突出,其安全问题也越来越为人们所关注。水电站厂房与基础,作为水电站的重要组成部分,它的振动会带来种种危害,甚至危及整个水电站的安全,这就使得水电站厂房与基础的振动问题受到了普遍重视。  本文结合西藏尼洋河多布水电站实际工程,对大型水电站厂房与基础结构的振动问题进行了计算研究。利用ANSYS软件对电站厂房与基础进行了三维有限元研究计算,并对厂房和基础进行抗震分析;通过计算分析确定厂房建筑物与基础在校核、设计、地震、甩负荷等各种工况荷载及机组的水流波动荷载和机组低频振动荷载等动荷载作用下的应力变化和基础变形特性,从而分析厂房基础在动荷载长期作用下基础覆盖层变形特性;通过计算分析确定基础对振动荷载的敏感性,并结合计算成果,分析水流波动荷载和机组低频振动荷载等动荷载长期作用下,对厂房基础应力、抗滑等整体稳定的影响。  论文结合工程实际,确定了地基的卸载—再加载模型参数,并通过研究表明用ANSYS计算水电站厂房的软基沉降是合理和适用的。通过计算分析厂房和地基在不同运行工况以及完建工况下的变形特性和稳定性,得出各工况下地基的竖向应力均小于允许承载力,地基整体满足承载力要求。对不同的地基范围和边界条件的选取对模型静力计算结果的影响进行分析,得知随着有限元模型上下游边界范围的加大,厂房竖向沉降和顺河向位移也在逐渐增大。通过计算分析水电站厂房结构布桩与不布桩、以及不同布桩方式对结构静力沉降变形和受力特性的影响,可知基础布桩在一定程度上减小了地基的竖向沉降。针对厂房混凝土结构和地基基础整体模型的固有振动特性进行分析,并进行共振校核。从共振复核角度评价,厂房结构的抗振设计是合理的、安全的。通过对厂房和基础开展振动荷载的敏感性分析,可知无论是地基基础的动位移还是动应力响应,对尾水管低频水力脉动的频率变化都较为敏感。通过厂房结构和地基基础在设计地震作用下的的抗震分析,认为厂房和地基总体上满足抗震要求。
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