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红石水电站机组振动引起厂房及大坝等建筑物剧烈振动,据已掌握的国内外文献,象这样严重的振动也很少见。厂房在此长期严重的振动下,立柱出现水平周边裂缝,门窗墙壁也均产生裂缝,威胁到电站的安全运行。现场测试表明上游厂坝间在一定范围内连接加固,虽然解决了厂房上游一阶频率与转频的共振问题,但对下游结构作用不明显,因此需要对厂房下游结构的加固作进一步的研究。 加固工程本身要考虑施工可行性、经济性,同时兼顾建筑美观、设备放置和电站运行等条件,在不同程度上限制了加固设计空间。在设计空间受到多种限制下,要使厂房的多阶频率同时与振源频率错开,给经验试算的分析方法带来了很大的困难。本文把ANSYS的模态分析、优化设计、子结构等主要功能进行了合理整合,在满足精度的前提下,提高了工作效率,节省了机器内存。首先,针对以往计算中,部分模型参数模拟不准确的问题,根据现场实测数据,运用ANSYS优化功能对混凝土动弹模和屋顶桁架杆的轴向刚度进行了反演,用反演的参数结果建立模型进行模态分析与实测数据符合较好。在合理建模的基础上,提出了多种优化模型,采用多目标优化方法,证明了每种优化模型一阶频率错开禁区情况下,二阶频率错开禁区的最大可能性,得到了在此情况下的最优解,很多分析表明,优化往往得到经验试算意想不到的结果。最后得到了不同控制因素,不同目标函数及其组合下的最优解和多种结构参数对频率的灵敏度曲线,为具体加固工程提供了有益的参考。在大量的优化分析基础上,综合考虑其它方面的因素,找到了一种经济、有效、可行的方案,很好地解决了红石厂房下游抗振加固问题。 本文的计算及理论分析均与实际在建及运行工程相结合,有着很大的实际应用价值,对其它水电站的建设、运行、管理也有较高的参考价值。