灯泡贯流式水电站厂房三维静动力分析(二)(1)(2)
2013-10-02 01:14
导读：1.4.2厂房结构静力的研究方法 目前对水电站厂房结构应力及稳定分析方法有：结构力学法、材料力学法和有限元法[52～56]。 结构力学法和材料力学法对电
1.4.2厂房结构静力的研究方法
目前对水电站厂房结构应力及稳定分析方法有：结构力学法、材料力学法和有限元法[52～56]。
结构力学法和材料力学法对电站厂房应力及稳定分析计算中比较简单，但是对于比较复杂的厂房结构过于简化计算模型将导致计算结果不能反映厂房结构的实际应力状态，尤其在某些应力状态比较复杂的部位由于过于简化而引起计算结果错误，而且结构力学法和材料力学法对于求解瞬态及动力学分析也比较困难。
有限元法是20世纪40年代提出的处理材料属性和边界条件较复杂问题的一种有效的离散化的数值方法，离散后的单元和单元之间只通过节点相联系，所有的力和位移都通过节点进行计算。利用有限元法对厂房结构进行应力分析计算有以下优点：（1）大型水电站厂房的物理模型制作不易，有些因素模拟困难，不能作过程仿真分析，而有限元模型则易于模拟；（2）有限元模型能突出构成建筑物本质特征的因素，便于分析了解建筑物的性能；（3）可以变动模型有关因素条件进行敏度分析，了解他们对厂房影响的程度及趋势，为改进设计提出启示；（4）能针对厂房的某一部分进行详细模拟，来计算结构中重要部位的应力分布状况；（5）能进行非线性分析、模态分析以及动力分析。
1.4.3厂房结构动力的研究方法[57]
动力学问题在国民经济和科学技术的发展中有着广泛的应用领域。最经常遇到的是结构动力学问题，它主要包括动力特性分析和动力时程分析两种类型。对水电站厂房的动力分析主要研究厂房结构在地震和机组震动作用下厂房结构的应力分布以及其稳定性。因此，对厂房结构的动力分析也就是抗震分析。目前，对水电站厂房动力分析的方法常有以下几种：
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（1）振型分解反应谱法
根据振动分析，多质点体系的振动可以分解成各个振型的组合，而每一振型又是一个广义的单自由度体系，利用反应谱便可以得出每一振型水平地震作用。经过内力分解计算出每一振型相应的结构内力，按照一定的方法进行各振型的内力组合。
该方法考虑了多个振型的影响，计算精度较高，但该方法是利用反应谱得出每一振型的地震反应，以静力方式进行结构分析，属于拟静力法的范畴.
（2）时程分析法
根据结构振动的动力方程，选择适当的强震记录作为地面运动，然后按照所设计的建筑物确定结构振动的计算模型和结构恢复力模型，利用数值解法求解动力方程。该方法可以直接计算出地震地面运动过程中结构的各种地震反应(位移、速度和加速度)的变化过程，并且能够描述强震作用下，结构在弹性和弹塑性阶段的变形情况直至倒塌的全过程。该方法属动力分析的方法，由它可以了解结构反应的全过程，由此可以找出结构地震过程中的薄弱部位和环节，以便修正结构的抗震设计.但该方法耗时太多，并且所选的地震波也不一定就能代表结构实际要遭遇的地震。所以，目前只对一些体型较复杂的建筑和超过一定高度范围的高层建筑，才应用该方法来检验结构抗震性能。
（3）随机分析法
由于她震动的随机性和复杂性，结构的地震反应也应该是随机而复杂的，因而只能求得结构地震反应的统计特征，或者求得具有出现概率意义上的最大反应，这一方法从随机观点处理了反应超过定值的概率，使抗震设计从安全系数法过渡到了概率理论的分部系数法，它属于结构地震反应分析的非确定性分析法。
（4）能量分析法
地震作用下，地震动的能量输入到结构，要转换成结构的应变能而耗散地震动的能量。该方法就是分析这种能量的转换关系或直接比较能量的输入与耗散，以结构在地震中的变形、强度和能量吸收能力作为衡量标准，按允许耗能状态进行设计，控制结构的变形和强度。用能量耗散性质可以反应结构的地震非弹性反应.能量耗散的全过程，既反映了结构的变形，又表达了地震反复作用的次数即强震的持续时间，从而能反应地震的累积破坏。
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理） 该方法的优点就在于它包括了力和变形两个方面的问题，是力和变形的综合度量;同时，对地面运动的敏感性也较小，输入地震波的性质变化对能量反应不如对变形的影响大。这是一种很有发展前途的方法。
1.5本文研究的主要内容
本文完成的工作主要有以下几个方面：
(1) 国内外灯泡贯流式水电站建设现状及水电站厂房静、动力分析的调研、分析；
(2) 灯泡贯流式水电站厂房结构静、动力分析理论的研究以及有限元公式的推倒；
(3) ANSYS软件在灯泡贯流式水电站厂房结构静、动力分析中的实现；
(4) 工程实例计算分析。
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