随着我国水利水电事业的蓬勃发展，水电站的规模越来越大，重要性愈益突出，结构的安全问题也越来越受重视。影响水电站厂房的安全因素主要包括两个方面：一是机组和厂房振动的影响。这是因为随着厂房尺寸和单机容量的不断增大，结构刚度相对较低，在机械力、电磁力和水力等振动荷载作用下，厂房的振动问题可能会更加明显；二是地震的影响。由于我国最近建设和规划的大型水电站大部分地处西南、西北地区，属于强震高发地带，一旦强震发生，可能会对水电站厂房造成巨大危害，影响机组的正常运行及结构安全。因此，研究复杂环境条件下大型厂房的动力特性和抗震性能就显得很有必要而有现实意义。本文结合在建的小湾水电站，对大型地下厂房的固有振动特性进行了针对性研究，并且在地下厂房的地震反应分析方面进行了初步探讨。具体而言，主要研究内容包括以下几个方面：1．采用ANSYS软件建立能够合理反映小湾厂房结构动态特性的有限元分析模型。依据实际尺寸和形状对厂房的主要结构部分进行了全三维模拟，并通过建立若干不同的简化模型对围岩的影响进行了探讨。2．鉴于水电站厂房内主机层以上的楼板是振动的薄弱构件，论文着重考察了如下两个因素对厂房结构自振特性的影响：厂房的边界条件和楼板厚度的变化。结果表明，厂房的自振频率和振型受边界约束条件的影响较大。围岩对厂房结构的约束作用越强，楼板的振动频率就越高，也就越远离机组振源和地震主要激励频率，从而对抗振／震越有利。另外，为了增强楼板的竖向振动刚度，仅提高楼板厚度不是一个有效的途径。建议充分利用围岩，通过锚喷混凝土增强结构与围岩的连接；或者设置边墙，楼板与边墙采用整体浇筑方案。3．结合小湾厂房可能面临的主要振／震源频率特性分析，对厂房结构进行了共振复核。结果表明，若无其他不可预见的振源出现，将不会发生结构的显著共振。4．采用地震谱法进行了地下厂房的抗震分析。不考虑结构与围岩的动态相互作用，围岩的影响通过施加在结构边界上的静力弹簧来考虑。首先研究了地震单独作用下地下厂房的地震反应特性，然后又考察了正常运行时机组振动荷载和地震联合作用下厂房主要构件的地震反应特性。据此，对小湾厂房的抗震安全性能进行了粗略、初步的评价。结果表明，相对于机组其他荷载，地震作用效应较小，地震工况不成为控制工况，厂房结构经过适当配筋后是安全的。另外，也讨论了厂房的边界条件、楼板上面的附着设备质量和流道内的水体附加质量对厂房地震反应特性的影响。5．采用时间历程分析方法，考虑结构-围岩的动力相互作用，计入地基质量和辐射阻尼的影响，重点研究了蜗壳层以上结构在三向地震同时作用下随时间的动力反应幅值及频谱特性。结果表明，对于发电机层和母线层的楼板，其地震反应仍以竖向振动为主，对于风罩，以机组段纵向为主。发电机层和母线层的楼板响应主频基本落在地震波主频带范围内，所以地震反应较大，且发电机层楼板的地震反应较母线层楼板大；而风罩因其刚度较大，自振频率较高，受地震作用影响较小，所以地震反应较小。因此，建议在厂房设计中，建议加强楼板薄弱部位的竖向刚度。这与前面的结论是一致的。6．最后，对目前地下厂房的动力反应分析中所存在的问题进行了展望和探讨。