具有块基型泵房的大型泵站动力特性分析研究——南水北调东线工程台儿庄泵站地震响应分析

摘要

南水北调是我国水资源优化配置，解决北方地区(主要是黄淮海流域)缺水的一项战略性基础设施工程，也是关系到我国经济社会可持续发展的特大型基础设施。新建的台儿庄泵站位于山东省枣庄市境内，是南水北调东线一期工程的第七级泵站。 泵站采用的块基型泵房是较常见的一种泵房型式，可适用于多数地基条件，适用范围较广。由于采用泵房直接挡水，使泵房结构的受力情况较其它型式更为复杂。因此，必须对台儿庄泵站进行动力数值分析，全面了解泵房在地震工况下的应力、位移状态，以解决电站设计中的技术难题，为设计单位提供合理建议，使泵房结构设计更加安全、合理、经济。 本文首先对泵站原型进行三维建模，计算其在7度地震作用下泵站的动力响应。通过计算得出泵站在地震作用下结构的应力、位移响应。认为台儿庄泵站建筑场地适宜，泵站泵房体形简单，在地震时位移、应力分布合理，抗震效果较好，整体结构满足动力安全要求。 计算结构的自振特性时，因上部排架和泵站泵房的刚度和质量相差悬殊，采用一般的整体计算方法求解结构的自振频率和振型比较困难。因此通过对模型的试算，提出动力组合算法，即将整体结构分为两个部分，分步求解结构的自振频率和振型，再组合获得结构整体地震响应。该法收效良好，具有应用推广的价值。

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1选题背景及意义

§1.2泵站历史及其结构特点

§1.3地震作用分析理论现状

§1.4问题的提出

§1.5本文的主要研究工作

第二章有限元法基础

§2.1有限元概述

§2.2有限单元法的基本原理

§2.3有限元求解步骤

§2.4本文采用的强化假定应变(EAS)单元模式

§2.5有限单元法的程序实现

§2.6本章小结

第三章多自由度体系的线性有限元分析

§3.1概述

§3.2结构的自振特性计算

§3.3计算自振特性的动力组合方法

§3.4振型分解反应谱理论

§3.5其它分析方法概述

§3.6本章小结

第四章流固耦合的自振特性计算以及非协调网格的处理

§4.1考虑流固耦合的自振特性计算方法

§4.2局部非协调网格的协调位移解法

§4.3本章小结

第五章台儿庄工程地震响应分析

§5.1工程概况

§5.2基本资料

§5.3计算模型及边界条件

§5.4地震计算参数

§5.5泵站动力特性分析

§5.6泵房结构在地震作用下的响应

§5.7上部结构在地震作用下的响应

§5.8动力安全性评价

§5.9本章小结

第六章结论与展望

§6.1结论

§6.2展望

参考文献

致谢