河床式水电站厂房地震荷载研究

摘要

我国是一个多地震的国家，随着水利水电事业的发展，在强震地区修建水利水电工程是不可避免的。水电站厂房是水利枢纽工程中的重要组成建筑物，地震时厂房的安全稳定关系到整个枢纽的安全稳定运行。对地震区电站厂房地震荷载规律的研究具有着重要的理论价值和现实意义。 本文以河床式水电站厂房为主要研究对象，以研究河床式水电站厂房的地震荷载分布规律为目的。论文从基本理论出发，以有限元软件ANSYS为计算工具，通过对多个河床式水电站厂房的动力分析，分析和计算了它们的地震加速度分布系数。分析河床式水电站厂房的地震加速度分布系数与现行厂房规范相关规定之间的异同点。本文的主要研究工作如下： (1)论文阐述了有限元模态计算基本理论，对反应谱理论的基本原理进行了介绍，并把反应谱理论方法在水电站厂房抗震设计中的应用进行了详细的介绍。 (2)从平面和空间两种模型对小峡水电站厂房进行动力特性分析计算，并据此对水平地震加速度分布系数进行计算。结果表明：平面模型计算结果能够合理的反映厂房在顺河流方向的水平地震荷载分布规律。 (3)建立葛洲坝、富春江、凌津滩、天桥、西津、麻石、万安、伏尔加等河床水电站厂房的简化的平面动力分析模型，这些模型能够较准确的反应厂房在顺河流方向的振动特性，并对它们进行自振特性分析计算。 (4)依据各平面模型的动力特性及反应谱基本理论，分别计算各模型的水平地震加速度分布系数沿厂房高度方向的分布情况。绘制各河床式厂房的水平地震加速度分布系数曲线与现行规范中有关河床式水电站厂房的相关规定进行对比，找出它们的异同点。计算结果与现行厂房规范中有关水平地震加速度分布系数规定相符合。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景及问题的提出

1.2结构抗震理论发展

1.3水工建筑物抗震相关研究及现状

1.4本文研究主要内容

第二章有限元结构动力分析理论

2.1有限元方法概述

2.2离散体运动微分方程建立

2.3模态分析

第三章反应谱理论在水电站厂房抗震计算中的应用

3.1地震响应分析计算的理论

3.3地震荷载分布规律的计算理论基础

3.4本章小结

第四章小峡水电站厂房自振特性及地震荷载分布规律研究

4.1小峡工程概况

4.2小峡水电站厂房模型建立及网格划分

4.3小峡水电站厂房自振特性分析计算

4.4小峡厂房水平地震加速度分布系数计算

4.5本章小结

第五章河床式水电站厂房地震荷载分布规律

5.1计算基本假定及简化计算模型

5.2有限元模型及其自振特性

5.3水平荷载分布规律计算及总结

5.4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