环形起重设备的局部动力效应和抗震分析

８ ｌ
夹角 均 为 ０ 时 ，有 。
： ， ，
０．５ ， ０， ， ， ６ ａ，０， ０ …
，
，，
０５ ．ａ） ６
Ｆ：』 ｑ ，ｘ 一ｎ（ｅ＂ 一 Ｔ（ ）＝ 』 一 ｎ ｎ ｔ ｄ Ｔｐ Ｓ
ｆ ｆ
—
ｃ ￣）ｘ ＋ｃ ｎ ｄ ：朋 ’
（２ １）
当结 构位 于 ４ ． ｍ 高度 处 时 ，有 ２５
Ｘ＝Ｘｏ ｑ
（） ２
０ 前 言
目前 ，对 大型 起 重机 设备 的抗震 分 析 主要 是通 过 划 分若 干 子 系统 来 实现 的 ， 即首先 对 整体 进 行动 力 分 析 ，给 出子系 统 的地 震加 速度 反 应 谱值 ，在 此 基 础 上 ，分 别对 每个 子 系统 进 行详 细 的地 震 分 析 ，
Ｊ 牙 叠 ｇ ｊ‘Ｓ ，ｇ ｇ 七 一 ｅ ｘ ｌ ＋ ＋ ＝一 ＂ ｉ Ｃ ｍ： ｅ ｒ
式 中 Ｊ ＝ ， Ｊ ０ ｌ ， ｌ
Ｃ ｃ ＾ ｎ￡ ＝ Ｘ ｃ ｏ ＾ Ｘ
ｋ ＝ ０
ＬＪ （） ｊ ３
震分 析 方 法产 生误 差 的 原 因及 大 小【，这 对 指 导 工 ”
』Ｔ ｘ ｎ ｄ
ｆ
—
—
节 点速 度 列 矢量
１ 局 部 动 内力 公式 推导 ． ２ 对 图 ｌ 示 的三 维梁 单元 ，其 上任 意 一点 的 所 相 对位 移 为 ｙｘ ，强 迫 振动 方程 为 ［ 】 （， ２ ，
（Ｊ Ｅｙ ）＋ ＋ ：Ｆ（ ６ ｘ—１ ｔ （ ） ） （） ８
式 中
——振 型矩 阵 ，其 第 一列 为第 一 振型 ，第 ｆ 为第 ｆ阶振 型 列
０ Ｔ
ｇ
＝
，
＝
，
且 在 对这 些 子系 统进 行 抗震 分 析 时 ，采 用地 面加 速 度 反应 谱 ，没有 考虑 不 同 高度各 子 系 统加 速 度谱 值 的变化 ；另外 ，在 计 算地 震 内力 时， 也未 考虑 各 单 元 上连 续质 量 惯性 力 的影 响 ，本 文 对此 做 了修 正 ，
— —
。
ｅ—— ， 列矢 量 ，ｅ ｚ维 在 ３ 位 移 自 由度 上 所 对 应 元 素 为 非 零 元 素 ，在 ３ 转 角
自由度 上所 对 应元 素 为零 元 素 ， 中 ｅ
式 中 厚——第 阶动力系数
由 ＝ｋ 和 ｇ ＝ 得
的非 零 元 素 值 由上 海 核 工 程 研 究 所 计算 提 供 ，它 表 示 ４ ．ｍ 标 高 处 惯 ２５
Ｊ ＋ ＋ ＝一， ｇ ， ｌ Ｊ ｌ （） １
＋ ｇ二 ２ ＋ －堡 口 ＝ ！ ；
由式（） ４ 可求 出 ￣ ｅ ｉＢ Ｔ＇ ｍ）
一
式 中 Ｊ — — 质量 矩 阵 ， ｌ Ｃ — 阻尼 矩 阵 — ｋ—— 刚度 矩 阵 地 面 加速 度
环 形起 重设备 的局部 动 力效应和 抗震分析
曲淑英 王心健
（ 台大 学土 木 系 烟 烟台
曲乃 泗 杨春秋
（ 大连 理 工大 学）
２ ４ ０） ６ ０ ５
摘要 ：对大型环形起重机 设备进行抗震分析 时，考虑 了局部 动力效应 的影 响及 不同标高处系统加速度 谱值的变化 ， 推导 了大型环形起重机 设备在４ ． ｍ标 高处 的地 震作用及地 震响应计算 公式。编制 了相应 的计算程序 ，通过对 实 ２５ 际设备 的分析 与计算 ，探讨 了局部 动力效应及加速度谱值 变化的影 响，这对 工程 设计具有一 定的指导意义 。 关键词 ：环形起 重设备 中图分类号 ：Ｔ ｌ． Ｕ３ １ ４ 局部动力 效应 地震组合 加速度 谱值
性 质 量指 示 矢量
｛ 国家 自然科 学 基金（０４ ０ １和 山东 省 自然科 学 基金 （ Ｏ Ｏ Ｏ ） １１２ ０） Ｙ２Ｏ Ｆ １ 资 助项 目。２０ ０３ ０ １８０收 到初稿 ，２０ ０ １ ０ ２５ ５收到 修 改稿
Ｊ ｑ ：
ｅ ＇ ｍ ＝￣Ｔ — ＝竺肇 一— 一 —＿ 一 —— — ＝ —一
一
：一
ｍ ９ ０：
ｍ ９： ０
（ ｏ ６ ）
（） ７
式 中
ｅ ＝ｅａ ＇
对 于地 面上 的结构 ，地 震 波与 ， ， Ｙ ｚ三个 方 向
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２０ ０２年 ｌ 月 １
曲淑 英等 ：环形起 重设备的局部动力效 应和抗震分析
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第３卷 １ ８ 第１ 期
２０ ２年 １ ０ １月
机 械 工 程 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳ Ｊ Ｅ ＯＵＲＮ ＡＬ ＥＣＨＡＮＩ Ｌ ＯＦ Ｍ ＣＡ ＥＮＧＩ ＥＥＲＩ Ｇ Ｎ Ｎ
ｖ１８ ｏ１ ｏ３ ． Ｎ． １
Ｎｖ ｏ． ２００ ２
：
式 中 ’ ——节 点加 速度 列 矢 量 ｍ——梁 单元 的协 调质 量 阵
ｍ ：
，
，
ｚ， ，… ， ， ， ， ， ，， ｚ０ ０ ００ ０ ｑ ，） ０
的 ４ ． ｍ 处 加 速 度 谱 值 ２５ 曲线 查得
式 中
，Ｙ ，ｚ —— 由上海 核 工 程研 究所 提 供
通 过 编 制程 序对 实际 结构 进行 计 算 ，探 讨 了 以往抗
ｐ ｇ——振型 阶 数 ｇ 将 式 （） 入 式 （） ２代 １，再 左 乘 Ｘｏ Ｔ，并 利 用 比例
２
，
２
，
● ● ●
● ● ●
，
，
阻尼假 定 可导 出 ｇ
１Ｊ
ｗ 、【 』朋
程 设 计更 具 实 际意义 。
１ 地 震 内力 与局 部 动 内力 公式 的推 导
１１ 环 形起 重 设备 地震 位 移 与 内力公 式 的推 导 ．
式（） ３是
阶 微分 方程 组 ，通 常 ｐ ＜ ｎ ｑ ＜ ，所 以
可 进一 步 表示 为
在 ４ ．ｍ 高度 处起 重机 的 ｎ阶地震 作用方 程 为 ２５