翻新时间:2023-07-18
拉拉山水电站进水塔三维动力有限元分析
1 工程概况
2 岩体及混凝土静、动力学参数
3 进水塔抗震分析及评价
3.1 计算方法及假定
3.2 地震波的选取
地震波是一个频带较宽的非平稳随机振动,受各种因素影响而变化,采用时程法对结构进行地震分析时,输入地震波不同,所得的地震反应相差较大,因此,合理选择地震波进行直接动力分析是保证计算可靠性的重要保证。
3.3 计算模型
3.4 计算结果及分析
3.4.1 位移场分析
3.4.2 应力场分析
经比较,在t=11.87s时,进水塔结构动应力响应较大。从代表点的整个时间历程上看,在t=11.87s时,进水塔动应力响应最大,此时整个结构以受压为主;各应力关键点中σ1最大值为1.15MPa,位于进水口胸墙处d点,出现时间为t=11.87s;σ3最小值为-1.54MPa,位于排架底部e点,出现时间为t=7.54s。地震作用效应的计算结果表明,在塔体与排架结构结合部位、中间各层板梁结构、部分载面突变处会产生较高的应力集中,需要配筋处理,增强混凝土的抗拉性能。
3.4.3 基于有限元计算结果的进水塔稳定计算
基于前面有限元动力的计算结果,对进水塔沿建基面的抗滑稳定进行计算分析。在地震波的作用下,进水塔沿建基面的抗滑稳定安全系数为6.20~8.60,均大于规范规定的抗滑稳定安全系数1.05,满足规范要求,说明进水塔在地震工况作用下是安全稳定的。
3.5 进水塔抗震时程分析及评价
进水塔顶部动位移最大,分布趋势从上而下逐渐减小,整体动位移不大,规律性合理;根据前面的有限元动力计算结果,进水塔动应力均小于混凝土强度设计值,基础竖向应力均小于基础承载力;采用基于有限元静力计算成果的刚体极限平衡法,将进水塔在实测波作用下,沿建基面的抗滑安全稳定系数大于规范允许安全系数,进水塔沿建基面安全稳定。
4 结束语
文章采用三维有限元方法,对拉拉山水电站进水塔进行了三维动力分析,分析了其位移和应力响应,对分析了其抗滑稳定安全性。分析结果表明,进水塔在地震工况下,其结构应力、基础承载力及抗滑稳定均满足规范要求。为确保工程安全,建议加强地震动监测,密切关注震前、震后进水塔结构的位移和应力变化。同时,进水塔塔身结构体型力求简单对称,质量和刚度变化平缓,减少应力集中,并确保足够刚度。塔体上部和后部与岩体紧贴,并在基础部位布设固结灌浆,增加整体性。
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