水电站厂房结构分析(1).pptx

第十二章水电站厂房结构分析节水电站厂房的结构特点一、水电站厂房的结构组成及作用5、围护结构外墙。承受风荷载，并将它传给排架柱或壁柱。抗风柱。承受厂房两端山墙传来的风荷载，并将它传给屋架或屋面大梁和基础或厂房下部结构的大体积混凝土块体。圈梁和连系梁。承受梁上砖墙传下的荷载和自重，并传给排架柱或壁柱。二、厂房的受力和传力系统三、厂房混凝土浇筑的分期和分块2．混凝土浇筑分层、分块1．分缝(1)沉降伸缩缝——为防止厂房地基不均匀沉陷，减小下部结构受基础约束产生的温度和干缩应力，沿厂房长度方向设置的伸缩缝和沉降缝(永久缝)。特点：一般都是贯通至地基，只在地基相当好时，伸缩缝才仅设在水上部分，但也需每隔数道伸缩缝设一道贯通地基的沉降伸缩缝。2．止水厂房水上部分的永久缝中常填充一定弹性的防渗、防水材料，以防止在施工或运行中被泥沙或杂物填死和风雨对厂房内部的侵袭。厂房水下部的永久缝应设置止水，以防止沿缝隙的渗漏，重要部位设两道止水，中间设沥青井。止水布置主要取决于厂房类型、结构特点、地基特性等，应采用可靠、耐久而经济的止水型式。河床式厂房直接承受上游水压力，在确定地下轮廓线、校核整体稳定性和地基应力时，基本原则与混凝土重力坝及水闸相似。但因厂房机电设备多，结构形状复杂，故必须以两个永久缝之间或一个机组段长度为计算单元，进行稳定分析和地基应力计算时，不能取单宽进行计算。厂房有大量的二期混凝土，并可能有分期安装问题，故在机组安装前后荷载变化较大，确定荷载与荷载组合时也有其特点。2．特殊荷载：（1）校核洪水位或检修水位情况下的静水压力；（2）相应于校核洪水位或检修水位情况下的扬压力；（3）相应于校核洪水位或检修水位情况下的浪压力；（4）地震力；（5）其它出现机会较少的荷载。注：作用在厂房上的静水压力应根据厂房在不同的运行工况下的上、下游水位确定。厂房整体稳定分析的荷载组合可按上页表采用。厂房稳定和地基应力计算要考虑厂房施工、运行和扩大检修期的各种不利情况。1．正常运行对河床厂房来说，a1组合情况下厂房承受的水头最大；a2组合情况下扬压力最大，对稳定不利。对坝后式厂房和引水式厂房来说，引起稳定问题的水平荷载为下游水压力，因此正常运行情况中取下游设计洪水位进行组合。二、计算方法和要求2．抗剪强度计算公式式中K——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f——滑动面的抗剪摩擦系数。岩基厂房整体抗滑稳定的安全系数不分等级，按表选用。(三)地基应力计算第二节发电机支承结构扭矩荷载A4。转子磁场对定子磁场的引力受到切向力的作用，通过机墩基础板的固定螺栓形成机墩扭矩。荷载组合1、动力计算机墩动力计算目的是：校核机墩否会产生共振现象；验算振幅是否在允许范围内；核算动力系数(为静力计算所用)。机墩自振频率的计算通常简化为单自由度体系的振动，将机墩圆筒本身的重量，用一个作用于筒顶的集中质量(相当质量)来代替。在计算自振频率和动力系数中，假定为无阻尼作用，并认为机墩振动是在弹性范围内做微幅振动。振幅计算包括垂直振幅、水平振幅和扭转振幅振幅校核标准垂直振幅A1<0.10~0.15mm水平振幅(包括扭转)A2+A3<0.15~0.20mm动力系数的核算在机墩结构计算时，将动荷载乘以动力系数当成静荷载计算，设计中η值一般采用1.3~1.5。计算出的η值若小于1.3~1.5时，仍采用1.3~1.5。静力计算的内容五、风罩墙的结构计算内力计算及配筋根据计算出的纵向弯矩、水平径向剪力、纵向轴力、环向弯矩和环向轴力后，分别按最不利组合叠加。以纵向弯矩、纵向轴力按偏心受压构件配置风罩墙纵向钢筋，以环向弯矩按受弯构件配置环向钢筋，环向轴力忽略不计，并用水平径向剪力校核风罩墙水平截面的抗剪强度。一、钢蜗壳外围混凝土结构计算3.荷载组合计算模型5、内力计算及配筋原则图12-14金属蜗壳外围混凝土结构配筋图1-水平环向构造温度筋2-径向受力筋等差切断3-径向受力筋沿蜗壳表面整环布置4-水平环向构造温度钢筋荷载及荷载组合与金属蜗壳外围混凝土结构相同。内力计算是一个整体性的空间结构，只有用三维有限元法才能求出蜗壳结构的整体应力状态。目前设计中沿用的基本方法有结构力学法或弹性理论方法，对大型厂房应用三维有限元计算蜗壳结构内力。平面框架法简化模型(2).结构力学法—环形板墙法3、配筋原则尾水管的计算模型弯管段结构计算简图3、吊车梁承受吊车荷载（包括起吊部件在厂房内部运行时的移动集中垂直荷载），以及吊车在起重部件时，启动或制动时产生的纵、横向水平荷载，并将它们传给排架柱。4、发电机层和安装间楼板发电机层楼板承受着自重、机电设备静荷载和人的活荷载，传给梁并部分传到厂房下部结构的发电机机座和水轮机层的排架柱。安装间楼板承受自重、检修或安装时机组荷载和活荷载，传到基础。1、发电机机墩承受从发电机层楼板传来的荷载和水