水电站地下式厂房边界条件的识别及动力特性
水电站厂房基础知识讲解
水电站厂房基础知识讲解水电站是一种利用水流能量产生电能的发电设施。
而作为水电站的核心部分，厂房承载着发电设备的安装和运行，并提供必要的工作环境。
本文将对水电站厂房的基础知识进行讲解，以帮助读者更好地理解水电站的运行原理和建筑特点。
一、水电站厂房的作用水电站厂房是水电站的核心设施，承载着水轮机、发电机等设备的安装和运行。
其作用主要有以下几个方面：1. 提供工作环境：水电站厂房为发电设备提供了必要的工作环境，保障了设备的正常运行。
2. 实现发电装置的布置：厂房内的空间布置需满足水轮机、发电机等设备的安装要求，确保设备之间的合理布局，便于维护和管理。
3. 保护设备安全：水电站厂房起到保护设备的作用，防止外界环境对设备的损害。
同时，厂房还需考虑抗震、防火等安全性能。
二、水电站厂房建筑结构形式水电站厂房的建筑结构形式通常有以下几种：1. 建筑盖板式：这种形式多用于小型水电站，由钢筋混凝土建造，具有较好的承载能力和抗震性能。
2. 钢结构：大型水电站通常采用钢结构建造，其具有自重轻、承载能力强、施工速度快等优点，适合用于复杂地质条件下的建造。
3. 重力筒形：这种形式常用于大规模水电站，主要由钢筋混凝土构成。
重力筒形厂房具有较好的抗风、抗震性能，同时还可自行固定发电设备。
三、水电站厂房的主要构件水电站厂房的主要构件包括：1. 墙体：厂房墙体主要起到隔离、防火和抗风的作用。
墙体可采用砖混结构、钢筋混凝土、预制板等形式建造，具体选型需根据工程实际情况确定。
2. 屋面：厂房屋面用于覆盖厂房顶部，起到防雨、防晒和保温的作用。
根据实际需要，可以选择瓦片、金属板等材料进行覆盖。
3. 结构支撑系统：包括柱、梁、楼板等构件，用于支撑厂房的自重和设备的载荷，确保厂房的稳定性和安全性。
4. 门窗：水电站厂房的门窗一般选择钢制或铝合金材料，以确保其具有较好的防火、防盗和抗风能力。
四、水电站厂房的建筑要求水电站厂房的建筑要求主要包括：1. 抗震要求：水电站厂房需具备一定的抗震能力，以应对地震等自然灾害。
高职水电站复习试卷论述
第三章水电站压力管道一、判断题1．选取的钢管直径越小越好。
( )2．钢管末端必须设置阀门。
( )3．快速闸阀和事故阀下游侧必须设置通气孔或通气阀。
( )4．伸缩节一般设置在镇墩的下游侧。
( )5．明钢管只在转弯处设置镇墩。
( )6．对同一电站来说，选用地下埋管的造价一般高于明钢管。
( )7．坝后式电站多采用坝内钢管，供水方式一般为单元供水。
( )8．明钢管上加劲环的刚度越小，则环旁管壁的应力就越大。
( )9．地下埋管的破坏事故多数由外压失稳造成。
( )10．镇墩的作用是防止水管发生滑移。
( )11．通气孔一般应设在工作闸门的上游侧。
( )12．明钢管强度校核中，支承环断面的允许应力与跨中相同。
( )二、填空题1．压力管道的供水方式有、、三种，其中地下埋管多采用方式。
2．对地面压力钢管，当温度变化时，由于在和处产生摩擦力而引起管壁轴向力。
3．水电站压力管道的闸门布置在管道的端，而阀门布置在管道的端，一般在钢管的设置排水管。
4．支墩的常见类型有、、三种。
5．钢管的转弯半径不易小于倍管径，明钢管底部至少高出地表面m。
6．岔管的典型布置型式有、、三种。
7．地下埋管的灌浆分为、、三种。
8．坝式压力管道有、、三种型式。
三、思考题1．压力水管的供水方式有几种？各有什么优缺点？其适用条件是什么？2．镇墩、支墩、伸缩节的作用是什么？3．作用在明钢管上的荷载有哪几类？各产生什么应力？计算应力时应选取哪几个断面？4．明钢管的抗外压稳定的概念。
失稳的原因及防止措施是什么？5．简述压力钢管的设计步骤。
6．岔管的工作特点？常见的岔管有哪几种类型？各适用于什么条件？7．镇墩和支墩的作用有何不同？二者分别设置在地面压力钢管的什么部位？8．支墩有哪几种类型？各有何特点？适用什么情况？9. 伸缩节的作用和类型？其要求是什么？10．地下埋管的施工程序各有何要求？11．地下埋管外压稳定的影响因素？如何防止其外压失稳？12．混凝土坝式压力管道有哪几种型式？各适用于什么情况？13．混凝土坝内埋管在坝剖面上有哪几种布置型式？各适用于什么情况？14．如何选择压力管道的线路？15. HD的含义是什么，其大小说明了什么？第四章水电站的水击及调节保证计算一、判断题1．导叶的关闭时间Ts愈大，水击压力愈大，机组转速升率愈。
糯租水电站地下厂房工程地质条件分析评价
ｐ ｐｅ ｕ ａ ｒｓ ｍｍａ ｉ ｅ ｈ ｎ ｎ ｅ ｎ ｅ ｌ ｇ ｃ ｌｃ ｎ ｉｉ ｎ ｆｔ ｏ ｒ ｏ ｅｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｌ ｇ ｃ ｌｓａ ｕ ｅ ｅ ｌｄ ａ ｅ ｒｚ ｓｔ ｅ ｅ ｇｉｅ ｒ ｇ ｇ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｄ ｔｏ ｓｏ ｐ ｗｅｈ ｕｓ ａ ｅ ｎ ｇ ｏ ｏ ｉａ ｔｔ ｓｒ ｖ ａ ｅ ｆ ｒ ｉ ｈｅ ｔ
岩组成 ，有少量的碎裂岩及连续的断层泥膜 ，泥厚一 般 ０ ５～ ｌｍ，局部夹泥较厚 ，成碎块状 。Ｖ级结构 ． ｃ 面发育三组 ：ａ ．Ｎ１ ０～ ５ ￣ ｏ ０ Ｅ，Ｓ １￣～ ３￣ Ｅ ０ ０；
ｂ． Ｎ４ ￣ ～ ５ 。 ， ＳＷ ０ ０Ｗ ８ 。～ ２ ９ ￣；ｃ． ～ ０ Ｎ７ ｏ
Ａ ｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ｒ ｔａ ｄ ｓ ｃ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒｓ ｔ ｕ ｚ ｅ ｆ ｓ ｎ ｅ ｏ ｄ ｇ ｎｅ ａ ｏ ｅ ｓｏｆＮ ｏ ｕ Ｈｙｄ ｏ ｗ ｅ ｔｔｏ ｖｅ ｂ ｅ ｕｔｉ ｔ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ｒ ｐｏ ｒ Ｓ ａ ｉ ｎ ｈａ ｅ ｎ ｐ ｎ ｏ ｏ ｅ ａ ｉｎ．Ｔｈ ｅ
工程地质条件进行综述 ，并对 围岩及渗透稳定 问题 ，作 出分析评价 。 关键词 ：糯租水 电站 ；工程地质 ；围岩分类 ；围岩 稳定 ；渗透稳定
Ａ ｎａｙ ｉ ｎ ａ ｕａｉ ｎ ｏ ｇ ｎｅ ｒｎｇ Ｇｅ ｌ ｇ ｃ ｌＣｏ ｄｉｉ ｎ ｆｔ ｌ ｓｓａ ｄ Ｅｖ ｌ ｔｏ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｏｏ ｉ ａ ｎ ｔｏ ｓｏ ｈｅ
水电站厂房蜗壳结构静动力分析
水电站厂房蜗壳结构静动力分析随着科技的不断进步，水电站建设已经成为国家重点发展的产业之一。
在水电站的建设中，厂房的蜗壳结构静动力分析是一项非常重要的工作，对于水电站的运行和安全具有非常重要的意义。
本文就水电站厂房蜗壳结构静动力分析进行详细的介绍。
1.蜗壳结构的组成水电站厂房的蜗壳结构由壳体、支撑、轴承和润滑系统组成。
其中，壳体是由一系列弯曲的叶片组成的，支撑用以支持转子的重量，轴承用于支持转轴，润滑系统则是为了减少摩擦力和摩擦热。
2.厂房蜗壳结构的静力分析静力分析是水电站厂房蜗壳结构设计的重要环节。
在静力分析中需要考虑的因素包括扭矩、力矩、剪力和弯矩等。
静力分析的目的是确定蜗壳结构在正常工作情况下的状态，以及蜗壳受到外力或内力时的变形范围、承载能力和破坏条件。
3.厂房蜗壳结构的动力分析除了静力分析之外，水电站厂房蜗壳结构还需要进行动力分析。
与静力分析不同的是，动力分析必须考虑蜗壳结构动态载荷和蜗壳结构的固有频率。
在动力分析中，需要确定蜗壳结构的共振频率，以及在这个频率或其附近出现的共振现象。
此外，还需要考虑蜗壳结构受到工作液体流动的影响，因为流体流动会引起厂房的振动和噪音。
4.厂房蜗壳结构分析的方法在水电站厂房蜗壳结构静动力分析过程中，需要使用一些特定的软件和工具。
静力分析可以使用有限元分析软件进行模拟计算。
动力分析则需要使用计算流体力学软件进行计算，并结合实验数据进行分析。
此外，在实际建设过程中，还需要进行一些结构测试，以确保厂房中的蜗壳结构的强度和稳定性。
5.总结在水电站建设中，厂房蜗壳结构静动力分析是非常重要的一项工作。
静力分析旨在确定蜗壳结构在正常工作情况下的状态，动力分析则需要考虑蜗壳结构动态载荷和流体流动对蜗壳结构的影响。
建设者可以使用有限元分析软件和计算流体力学软件进行分析和计算，结合实验数据进行优化。
通过分析蜗壳结构的强度和稳定性，可以确保水电站的运行和安全。
杨家湾水电站地面与地下厂房方案比选
杨家湾水电站地面与地下厂房方案比选四川省阿坝州小金县抚边河杨家湾水电站厂房在设计过程中厂房布置方案有两种方案，一种是地面厂房、另一种是地下厂房，本文通过从地形地质条件、水工建筑物布置、施工组织设计、工程占地、水土保持、工程运行安全及工程投资等方面对两种方案进行综合比较，给出两个方案的优缺点以及建议，选定最优方案，其分析结果可供同类工程设计参考。
标签：水电站；地下厂房；设计方案1、工程概况及地质条件1.1 工程概况杨家湾水电站位于四川省阿坝州小金县，为小金川支流抚边河水电梯级规划中第四级电站，上游为木坡电站，下游为猛固桥电站。
电站为Ⅲ等中型工程，采用闸坝引水式开发，引水隧洞长11366.4m，额定引用流量53.4m3/s，装机3×20MW，年发电量25752万kW.h，年利用小时数4292h。
1.2 厂址地质条件在可行性研究阶段，主要考虑地下厂房和地面厂房两种方案，两个方案布置位置均处于抚边河左岸耿大地沟下游约800m处，具体部位的地质条件分别如下：（1）地下厂房方案地质条件主厂房一带地面高程2420～2580m，地形坡度35～45°。
表层覆盖约1m厚的崩坡积的块碎石土，主要分布于周边小的冲沟一带，下伏基岩为侏倭组（T3zh）的变质砂岩与砂质板岩不等厚互层岩体，含炭质板岩。
厂房顶拱上伏岩体厚度110～140m，微新岩体厚度为厂房最大跨度的7～9倍。
侧向水平埋深130～155m。
厂房顶拱和四周厂壁均位于新鲜的侏倭组（T3zh）变质砂岩与砂质板岩夹炭质板岩不等厚互层岩体中，厂壁岩体主要为薄～互厚层状结构。
根据围岩分类评判标准，顶拱、长轴边墙主要为Ⅲ类，短轴边墙为Ⅳ类，具备地下厂房的开挖条件。
（2）地面厂房方案地质条件厂房外侧紧靠主河道，傍山侧为一凹槽地形，溝口宽度8～10m，切割深度3～5m，冲沟沟口覆盖层厚度2～3m，组成物质为坡洪积堆积之块碎石土，下伏基岩为三叠系侏倭组（T3zh）之变质砂岩与砂质板岩不等厚互层岩体，且以砂质板岩为主，岩层产状为N45°W/NE∠85°。
浅谈水电站厂房蜗壳结构静动力
浅谈水电站厂房蜗壳结构静动力随着社会经济的快速发展，电力资源越来越紧缺，一大批水电工程开始陆续建立起来，水电开发不仅为工业和农业生产提供了能源，同时因为燃煤带来的污染等相关问题也得到了缓解，还大大促进了旅游、航运以及水产等相关项目的发展，在水利枢纽中水电站厂房是非常重要的组成部分之一，因此其安全性问题逐渐引起了人们的重视。
1蜗壳结构的埋设方式蜗壳结构在计算过程中往往要与某种蜗壳埋设方式相结合，现阶段我国主要采用的结构形式有三种：第一，将软垫层铺设在钢蜗壳外上部的相应范围内，然后将其外围浇筑混凝土，形成垫层蜗壳；第二，在充水保压的状态下，钢蜗壳外围浇筑了一层混凝土之后形成保压蜗壳；第三，直接将混凝土浇筑在刚蜗壳上，不设置垫层或者充水保压，混凝土和蜗壳共同承载，这样就形成了直埋蜗壳。
通过对国内外大量工程实践的总结分析可以看出，以上三种蜗壳结构形式各有优缺点，目前都有广泛的应用。
笔者认为，充分借助有限元等现代数值分析法，可以基本上解决蜗壳结构静力上存在的强度与变形等相关问题。
2厂房蜗壳动力分析的有关内容蜗壳结构的动力分析并不是利用静力分析的那套理论，必要条件下需要选取厂房整体或者一部分岩石来进行分析。
目前动力分析的研究主要集中在下面几方面：首先，弹性模量、范围选择等垫层参数对厂房整体及蜗壳局部动力特征的影响；其次，在一系列内源激烈作用的影响下，三种埋设方式的厂房蜗壳动力反应特点分析和研究；第三，直埋蜗壳因为流道内压力而引起蜗壳外围混凝土内贯穿性损伤及分裂的存在，对厂房和机组运行稳定性造成的影响等等。
通过大量实践研究发现，蜗壳的埋设方式并不会对厂房及蜗壳整体刚度带来太大的影响，也不会控制機组运行的稳定性。
3水电站厂房蜗壳结构静动力分析的主要问题分析本文以某水电站作为工程背景，针对厂房蜗壳结构展开静动力分析，通过对目前国内外研究情况的总结来看，我们可以通过以下几方面展开深入分析。
3.1垫层材料垫层材料主要应用在压力管道和蜗壳上，目前国内外已经针对其残余变形、疲劳、徐变应力性能等方面进行了较多研究，但是在机组振源、地震等动荷载影响下的动力非线性应力应变关系等方面还未开展研究。
潘口水电站厂房结构动力分析
精度比用一般四面体 的计算精度高。另外 ，求解 ｌ 点非 退 化 的 Ｓ ｌ ９ ０节 ｏｉ ２过 渡 单 元 比包 含 ２ ｄ Ｏ节 点退 化 的 Ｓｌ ９ ｏｉ ５单 元 作相 同的 分 析 要 省 时 且 节 ｄ 约 内存 ¨。因 此 ，本 文 在 潘 口水 电 站 厂 房 建 模
［ 要】 由于水 电站厂房结构比较复 杂，网格划分非常 困难 ，本文在建立厂房有限元模型 中采用 了 渡单元 来进行 网格 摘 过
划分。为说 明采 用过渡单元的合理性 ，文 中用梁模型验证 了其计 算精度 。在此基 础上 ，对厂房 结构进 行 了模 态分析 扣厂
房自 振频 率校核 ，得 出可以计算厂房 整体 结构 而无 需单独计算蜗 壳和尾 水管就可 以满足 计算要求 的结论。最后 。计 算和
分析 了厂房结构的校核工况、地震 工况及尾 水管的检修工况 。并进行 了应力强度校核。
［ 关键词】 水 电站厂房 ；过渡单元 ； 态 ； 力 模 动 ［ 中图分类号】 Ｔ ３ Ｖ７１ ［ 文献标识码 ］ Ａ
１ 工 程 概 况
潘 口水 电站 位 于 湖 北省 十 堰 市 竹 山县 境 内 ， 地处堵 河干 流上游 河段 ，坝址 距竹 山县城 １ｋ ， ３ｉ ｎ
＋上部 结构 传来 的荷 载 ＋外水 压力 。
动力分析方法采用文献 ［ ］所规定 的振型 ３ 分解反应谱法 ，结构振型分析采用了分块兰索斯 法 （ ｌ ｋＬｎ ．Ｚ ＳＭｅ ｏ ） Ｂｏ ａｃ Ｏ ￣ ｄ 。地 震 作 用 效 应 ｃ 的振型组合方法可采用平方和方根 （ Ｒ Ｓ Ｓ Ｓ ）法 。 动力法计算地震作用效应时 ，采用 图 ３的设计反 应谱值 。对 于潘 口水 电站厂房工程 ，其设计 Ｊ
大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析
第２２卷 第２期２０２４年３月中国水利水电科学研究院学报（中英文）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．２２ Ｎｏ．２Ｍａｒｃｈ，２０２４收稿日期：２０２３－０５－０９；网络首发时间：２０２３－１２－０７网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１０．１７８８．ＴＶ．２０２３１２０６．０８５３．００１基金项目：国家电网有限公司总部管理科技项目（５４１９－２０２２４３０５４Ａ－１－１－ＺＮ）作者简介：肖微（１９８０－），高级工程师，主要从事水利水电工程流体机械水力设计和试验研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｗｅｉｙｈ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：刘国庆（１９８９－），博士，主要从事水工结构抗震研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｇｑ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ文章编号：２０９７－０９６Ｘ（２０２４）－０２－０１３８－１１大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析肖 微１，刘国庆２，王 伟１，许亮华２，韩承灶１（１．国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院，北京 １０００５２；２．中国水利水电科学研究院，北京 １０００４８）摘要：自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。
以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例，建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。
首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响，然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源，并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。
结果表明，上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率，但对楼板局部自振频率的大小影响不大，对楼梯自振频率也无影响。
固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大，对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。
在可能的振源作用下，厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。
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第23卷第4期2012年8月水资源与水工程学报Journal of Water Resources ＆Water EngineeringVol．23No．4Aug ．，2012收稿日期：2012-04-21；修回日期：2012-05-03基金项目：国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目（51021004）作者简介：徐国宾（1956-），男，河北石家庄人，教授，博导，从事水利水电工程教学与研究工作。
水电站地下式厂房边界条件的识别及动力特性分析徐国宾1，乔海娟2，王海军1，张婷婷3（1．天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072；2．亚太地区小水电研究培训中心，杭州310012；3．青岛市水利勘测设计研究院，青岛266071）摘要：以某大型水电站地下式厂房工程为计算实例，通过应用有限元分析软件ANSYS 建立厂房三维有限元模型，研究了不同边界条件对厂房结构固有振动特性的影响；并利用开停机信号，应用随即减量法，提取楼板结构的自由振动信号，得出楼板结构的自振频率。
同时分析在水力脉动作用下，厂房上部板梁柱结构的振动特性，根据谐响应计算结果，判断上部结构的共振频率。
关键词：振动；数值模拟；水力脉动；自振频率；地下式厂房；水电站中图分类号：TV731文献标识码：A文章编号：1672-643X （2012）04-0007-04Identification of boundary condition and analysis of dynamic charactersfor underground powerhouse of hydropower stationXU Guobin 1，QIAO Haijuan 2，WANG Haijun 1，ZHANG Tingting 3（1．State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ；2．Hangzhou Regional Centre （Acia －Pacific ）for Small Hydro Power ，Hangzhou 310012，China ；3．Qingdao Design Institute of Water Resources ，Qingdao 266071，China ）Abstract ：Based on the example of one underground powerhouse ，the paper established the three-dimen-sional finite element model of the powerhouse by using finite element analysis software ANSYS ，deeply re-searched the influence of different boundary conditions on vibration characteristics of structure．The free vibration signal of the floor construction can be extracted from its vibration frequency with the Random Decrement Technique according to the signal of starting and ending the machine．At the same time ，ac-cording to the harmonic response calculation results ，the resonance frequency of floor structure can be es-timated by analyzing the vibration characteristics of beam structure in the function of hydraulic pulsation．Key words ：vibration ；numerical simulation ；hydraulic pulse ；self-vibration frequency ；underground powerhouse ；hydropower station近年来，水电站地下式厂房在实际工程中应用也越来越多。
然而，随着水电站向着高水头，大容量，高转速的迅速发展，地下式厂房作为动力结构，在运行过程中出现了一系列的振动问题［1－5］。
在地下式厂房的振动中，不同边界条件对结构固有振动特性的影响是不同的。
此外，水力因素也是影响厂房混凝土结构振动的主要因素［6］。
本文研究了不同边界条件对地下式厂房结构固有振动特性的影响，以及在水力脉动作用下厂房上部结构的振动特性。
1计算模型及边界条件的选取根据某大型水电站地下式厂房结构布置形式和受力特征，为研究其厂房结构的动力特性，拟对整体结构进行模拟。
模型模拟范围为（不考虑围岩）：向下至尾水底板高程977m 处，向上至高程1019m 发电机层楼面，上下游侧取至蜗壳外围混凝土和岩石的结合面，两侧取至机组段间分缝处。
计算模型对尾水管，尾水管外围混凝土，钢蜗壳，蜗壳外围混凝土，机墩，风罩，发电机层楼板、梁柱以及吊物孔、操作廊道等各种孔洞结构均进行了真实模拟，而对座环只进行了简化模拟。
同时还考虑了各种机电设备及其附属设备，用质量单元MASS21模拟各种机电设备及其附属设备。
不考虑围岩和考虑围岩的整体计算模型如图1、图2所示。
总共建立了四种不同的整体计算模型：计算模型一、二、三，不考虑围岩对厂房结构振动的影响；计算模型四，考虑围岩对厂房结构振动的影响。
图1整体模型实体图（无围岩）图2整体模型实体图（考虑一倍围岩）计算模型一：单独选取一个厂房机组段，把围岩对厂房结构振动的影响，转化为法向固定约束。
边界条件的设置为蜗壳底板以下为固定约束，上、下游墙外边界节点加法向固定约束，横河向板梁柱结构自由（见图1所示）。
计算模型二：同计算模型一，唯一区别在于上下游侧的板梁柱结构施加水平弹性约束。
计算模型三：同计算模型二，区别在于上下游侧的板梁柱结构施加固定全约束。
主要是考虑固定边界与水平弹性支撑对厂房上部板梁柱结构自振频率的影响。
上下游混凝土边墙向外取1倍的洞室跨度即洞室宽度的围岩，厂房底部即尾水管底板下统一考虑一倍洞室跨度的围岩范围（图2）。
模型边界条件的设置如下：对于各层楼板，其由梁柱支撑，且考虑机组段两侧的结构分缝，因此楼板横向按自由边界处理，其纵向则与围岩连接，对于横向围岩设置法向固定边界；底部围岩，设置为全约束固定边界。
由表1模态汇总表分析可知，模型一、二、三主要表现为厂房上部板梁柱结构的振动，只因对厂房结构的约束强弱不同，自振频率有所变化。
相对模型三因施加了固定约束，使得混凝土结构的固有频率最大，这种约束过分强调了围岩对结构的作用，在实际振动中出现的可能性较小。
模型四因考虑了围岩对结构的影响，考虑了围岩与混凝土结构的强性耦联作用，出现了一定阶次的厂房混凝土结构整体振动，频率较低，类似船体在海洋中的整体晃动。
但这种考虑周围大量岩石参振的情况在机组动力荷载影响下不容易出现，但也属于地下式厂房可能发生的一种振动形式，例如结构在地震作用下就可能出现该种振动形式，在计算中也不应该忽略［7］。
表1前十阶频率汇总表频率模型一模型二模型三模型四117．73318．56320．15915．243222．42124．25222．82516．542324．87625．08625．06824．699426．35227．30727．01124．984527．35929．33627．43625．495627．91630．62329．64326．573728．81630．6533．17527．839831．99833．16333．72930．768933．36235．58138．70131．0851033．60536．62838．9131．3232现场信号分析及识别实现根据文献［1］开停机信号识别理论，提取楼板结构的自由振动数据，以此来反映结构振动的主频率。
现场测试状态：整个地下式厂房处于停机状态，采样频率f=300Hz［8］。
为准确研究楼板结构的振动特性，选用24#楼板z向振动为研究测点。
其开停机信号如图3。
根据随机减量法提取出该测点在开停机工况下，24#测点的自由衰减信号，如图4。
图324#测点楼板结构的开停机信号图424#测点楼板结构的自由衰减信号由图4可以清晰的看出，在停机状态下，楼板结构存在自由振动过程，而且其衰减过程显著。
真实8水资源与水工程学报2012年再现了停机状态下，当失去外力荷载之后，厂房结构处于自由衰减的过程。
根据楼板结构实测点在自由振动衰减下的功率谱图5可知：楼板结构振动的主频为30Hz 。
对照有限元模型计算结果，只有模型二和模型四出现了楼板结构的振动30 31Hz 频率范围，且在该频率范围内振型表现为发电机层楼板结构的振动。
由此可以判定模型一和模型四的模拟方法更为合理，能够真实模拟出厂房结构的自振特性。
图524#测点楼板结构在自由振动状态下的频谱图同时，该方法也验证了考虑一定的围岩和将混凝土外边界处理为弹性约束应该是等效的这一结论。
但从实用角度考虑，在关注结构本身的振动时采用弹性边界，更为方便和直观，这样不仅能提高计算效率，节省资源，并且更能反映出结构的真实振型。
3流道脉动压力响应计算通过文献［2］对作用在蜗壳中水压脉动的三种作用方式研究可知，蜗壳环形流道中各种不同水力振动模式对厂房结构的整体振动规律（即响应沿高程的分布形式和各方向响应大小关系）影响不大，只是影响蜗壳混凝土结构的水平振动，也就是说仅对该结构局部变形有影响，并没有引起沿高程变化的动力放大效应。
因本文主要研究脉动压力对结构竖向振动的研究，故在本文的水压脉动计算中，将假设作用在蜗壳流道中的水力脉动是均匀分布的。
3．1上部结构位移反应为准确研究地下式厂房上部楼板结构的共振特性，取计算频率范围为0 119Hz ，这样可以准确找出厂房楼板结构的强振频率以及动力响应的包络值。
从图6可以看出：当压力脉动频率在33Hz 时，一象限和二象限楼板结构竖向振动反应值最大；三象限和四象限最大响应发生在压力脉动频率为30Hz 左右。
这一结论与实测楼板测点的主频（30Hz ）结论基本相符［8］，说明上述频率是楼板结构的共振点。
根据图7牛腿，梁测点的简谐振动竖向反应值分析可知，在压力脉动频率33Hz 时，牛腿，梁在竖向振动中均出现了最大值。