文档介绍：某河床贯流式水电站厂房尾水管结构分析
某河床贯流式水电站厂房尾水管结构分析
摘要:本文以某贯流式水电站河床式厂房作为研究对象,对电站尾水管进行了有限元内力分析,分析了厂房尾水管结构配筋的主要影响因素以及在体型设计时的需特别注意的事项。
关键词:贯流式水电站河床式厂房尾水管内力计算
中图分类号:TV74 文献标识码:A
0 引言
开发低水头水力资源一般采用贯流式水电站,这种水电站尾水管跨度一般较大。做好贯流式水电站尾水管的结构分析是非常必要的,对贯流式电站尾水管结构承载力极限状态研究以及正常使用状态研究具有指导性的作用。
1 工程概况
该水电站位于西部某河段上。枢纽主要由河床式电站厂房、泄洪闸、右岸砂砾石坝、左岸混凝土防渗墙及中控楼、GIS室等建筑物组成。电站等别为三等中型工程,主要建筑物级别为3级。该水电站厂房为河床式厂房,主厂房采用单机单缝,尾水管最大跨度14m,。
2 计算内容
对尾水管进行正常运行、校核洪水期运行以及检修工况的结构计算,并给出内力数值分析影响因素。
3 计算假定
(1)内力计算采用有限元法:假定尾水管按平面框架计算;
(2)由于尾水管杆件截面尺寸较大,跨高比小。因此在框架内力分析中需要考虑节点刚性和剪切变形的影响。节点刚性段长度取节点宽度之半,柔性段长度取净跨度。
(3)假定作用在尾水管顶板的上部荷载及机电设备重沿垂直于水流方向呈均匀分布,沿顺水流方向按45°角向上游侧(或下游侧)扩散分布至尾水管顶板上。
(4)由于尾水管长期处于水下,受温度变化的影响较小,所以温度应力不作专门计算。
4 计算程序、计算模型及计算工况

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尾水管可简化为平面框架结构进行计算。对于平面框架结构,我们需要研究其内力大小及分布规律(轴力、剪力、弯矩等),本论文采用水工结构中常用的二维Beam3单元进行计算分析,准确快速的得出计算结果。
计算模型

尾水管有限元计算模型
计算工况
各计算工况荷载组合
工况自重
荷载顶板
荷载内水
压力地基
反力扬压力上部设备
及结构重备注
正常运行期√√√√√√持久状况
检修期√√√√√短暂状况
校核洪水运行期√√√√√√偶然状况
计算断面的选取
沿尾水管从上游