国内水利水电工程建设目前正处于前所未有的蓬勃发展时期,许多低水头径流式水电站逐步在我国的江河上兴建,其中灯泡贯流式水电站由于流道平坦、机组过流量大、单位转速高、效率高、尺寸小、重量轻、能量及经济指标好等优点成为目前水电站开发的一种良好型式。然而,由于灯泡贯流式水电站厂房独特的布置型式,致使应力分布有不同于常规水电站厂房的特点,特别是在高地震烈度区修建的灯泡贯流式水电站。因此,本项目的研究分析具有十分重要的现实意义。 灯泡贯流式水电站厂房在结构布置上比较紧凑。厂房一般由上游挡水闸门、流道、下游挡水闸门、主厂房上部结构等组成,是由多个孔洞组成的复杂结构。作为挡水建筑物,要承受上、下游水平作用力,使厂房的内力分布较其它型式的厂房更加复杂,尤其是灯泡贯流式机组的型式和受力方式有自身特点,使得厂房结构布置和受力条件更加复杂。因此,必须对灯泡贯流式水电站厂房进行静、动力数值分析,来全面了解厂房在各种不同设计工况下应力、位移状态,以解决电站设计中许多技术难题,使厂房结构设计更加合理、安全、经济。 本文采用通用有限元分析软件ANSYS,结合某水电站工程对灯泡贯流式水电站厂房进行三维有限元静、动力计算分析。计算中考虑了厂房自重、静水压力、泥沙压力、浪压力以及地震作用对厂房结构的影响,给出了某灯泡贯流式水电站厂房在正常运行和非正常运行两种工况下应力、应变等值线图以及结构的变位图,比较了地震对厂房结构的影响。 通过本文研究可以给出厂房结构的应力、应变以及变形图,得到厂房结构的自振频率和振型,对结构配筋和防裂进行指导,使厂房流道、表孔边墩的自振频率同机组频率要相对错开,以防止共振。