水電站地下廠房結(jié)構(gòu)抗震分析.pdf

1、隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的大力貫徹和西電東送戰(zhàn)略決策的持續(xù)推進，一大批新型單機容量達世界級的巨型水電站正在興建或設(shè)計中。這些水電站多處為強震頻發(fā)的高烈度地震區(qū)且其廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計形式也多采用地下廠房結(jié)構(gòu)。這些地下水電站廠房結(jié)構(gòu)尺寸和洞室開挖規(guī)模巨大，剛度相對較低，使得作為機組支撐結(jié)構(gòu)的廠房的強度、振動及穩(wěn)定性問題愈益凸出。在水電工程界，長期以來人們認為地下廠房的抗震性能優(yōu)于地面廠房，按地上一般工業(yè)廠房對水電站地下廠房進行抗震設(shè)計即可滿足要求。

2、但關(guān)于水電站地下廠房的震害，已有相關(guān)文獻報道，很多學(xué)者也都在呼吁應(yīng)重視和加強地下廠房結(jié)構(gòu)的抗震研究。
　　然而，在現(xiàn)有的地下廠房抗震分析中，大部分文獻都將研究重點放在分析地下廠房洞室群的地震反應(yīng)上，而著重于廠房結(jié)構(gòu)本身的抗震分析卻相對較少;而且，迄今為止，我國仍沒有獨立的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范，主要還是由于基礎(chǔ)研究工作開展不夠，相關(guān)資料積累不足，對地下結(jié)構(gòu)災(zāi)害性動力反應(yīng)和抗震設(shè)計方法缺乏系統(tǒng)性研究。因此，對于大型水電站地下廠房的地震

3、反應(yīng)機理和抗震性能的研究既是十分必要的也是具有極其重要意義的。
　　針對地下廠房結(jié)構(gòu)抗震研究中存在的相關(guān)問題，本文基于粘彈性邊界理論和等效地震荷載輸入方法，運用顯式動力有限元分析軟件LS-DYNA構(gòu)建三維有限元模型，計算分析了水電站地下廠房結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。主要工作介紹如下:
　　(1)基于顯式有限元分析軟件，運用時程分析法得出水電站地下廠房結(jié)構(gòu)在地震單獨作用下的地震反應(yīng)，通過對廠房結(jié)構(gòu)各主要部位的地震反應(yīng)如位移、加速度、應(yīng)力

4、和內(nèi)力等的分析，了解地下廠房結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)規(guī)律。
　　(2)將一種基于顯式有限元計算結(jié)構(gòu)靜動力組合效應(yīng)的方法應(yīng)用到水電站地下廠房結(jié)構(gòu)抗震分析之中，得到了地震工況下地下廠房結(jié)構(gòu)的靜動力組合效應(yīng)，并將其與廠房結(jié)構(gòu)在地震單獨作用下的地震反應(yīng)進行了對比分析。
　　(3)通過分析比較廠房結(jié)構(gòu)在地震單獨作用下和在靜動組合作用下的立柱內(nèi)力，發(fā)現(xiàn)通過錨桿與巖體連接的上下游側(cè)立柱的內(nèi)力均較其它立柱的內(nèi)力要大。為進一步考察上下游側(cè)立柱與圍巖連接方