我国水电工程的规模不断提升,水电站的厂房结构尤其是地面厂房结构,承受各种荷载作用,其动静力安全性应予以重点关注。厂房各处连接的力学特性对厂房动静力特性有重要影响,但对于厂房上部结构螺栓连接形式的研究成果较少,一般采用刚性或铰支座形式,无法考虑连接滑移和螺栓预紧力等因素的影响,对其进行细化模拟具有重要的学术和工程意义。本文研究屋架和排架柱螺栓连接不同模拟方式对振动特性的影响规律,探讨较为精确适用的模拟方法。论文主要进行了以下研究工作且得到结论如下:1.分别建立了虚拟介质法和铰支连接两种螺栓模拟方式的简单梁柱模型,用有限元方法计算第一阶自振频率,与理论解进行对比。理论解的推导根据铰支连接简化得出,假设框架高度在8-12m之间随机变化,其余条件相同。结果表明,铰支连接结果与理论解基本一致,而虚拟介质法模拟结果存在一定的误差,但误差原因是多方面的且误差绝对值较小,因此可以认为采用虚拟介质法模拟螺栓连接是可行的。2.用虚拟介质法和上游端简支、下游端铰支的两种螺栓模拟形式来模拟屋架与上下游排架柱结构的连接,计算水电站厂房结构的自振特性、在机组振动荷载以及地震荷载作用下的动力响应,分析结论认为,机组振动荷载作用下,两种方案的位移及应力变化规律相同,立柱结构下部的竖向拉应力及第一主应力偏大,应予以关注;水平双向地震荷载作用下,上部排架柱的位移比较大,发电机层楼板结构处的动力响应较为突出,应在设计过程中重点关注。3.用虚拟介质法模拟不同预紧力情况下的屋架与排架柱螺栓连接,计算分析水电站厂房的自振特性和在机组运行工况下的振动响应,得到结论:预紧力的不同对水电站厂房的自振特性影响不大;在机组运行工况下,水电站厂房上部结构随着螺栓预紧力增大,结构连接刚度增强,使振动应力增大,对结构安全不利。但预紧力过小(或螺栓松动)也会造成整体性降低,部分螺栓因受力不均匀而产生损伤,在设计施工时应合理确定和有效保证螺栓连接的预紧力,同时在计算中也应合理考虑和模拟预紧力的作用。4.为探究不同地震烈度下地震动荷载对螺栓连接下厂房结构动力特性的影响规律,分别计算了水电站厂房在地震烈度为6、7、8、9度时的动力响应,结论表明,两种方案在不同地震烈度地震荷载作用下的动位移及动应力基本呈线性增大,没有在地震烈度急剧增大时发生骤增,说明螺栓连接没有发生滑移或失效,也表明虚拟介质法可以较好地模拟厂房组合结构的振动特性。