海外项目大块式动力基础计算分析
谈压缩机大块式基础设计与构造要求
谈压缩机大块式基础设计与构造要求陈敬洪【摘要】对压缩机大块式基础的设计与构造进行了论述,包括设计资料的收集,基础尺寸的确定,静力分析和动力分析,基础设计与构造及设计中应注意的一些问题,通过各环节的严格控制,使基础设计准确、可靠,满足要求。
%This thesis discusses the design and structure of massive compressor foundation,such as design data collection,foundation size determination,static and dynamic force analysis,foundation design and structure,and matters needing attention in design and so on.Through strictly controlling each link,it makes the foundation design accurate,reliable,and meet demands.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)005【总页数】2页(P85-86)【关键词】压缩机基础;设计;振动;构造【作者】陈敬洪【作者单位】中海油研究总院,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TU476压缩机基础的设计，在当今工业生产中经常遇到，其基础结构类型主要有三种，即大块式基础、框架式基础和墙式基础，且一般以钢筋混凝土为组成材料。
压缩机机组主要由电动机和压缩机及一些辅助设备组成，压缩机运转时会产生较大的不平衡惯性力，这种不平衡惯性力会引起地基及基础的振动，过大的地基及基础的振动会产生一系列的不良影响，因此我们对压缩机基础进行设计和计算的目的就是要把基础的振动控制在允许的范围内，使基础的振动不影响机器的正常工作。
为了保证基础的振动在设备允许的范围内，避免共振，我们通常采用固有频率较高的大重量基础块，也就是大块式基础。
动力(燃机)基础设计中的一些思考
动力(燃机)基础设计中的一些思考计光;张代刚;刘斌【摘要】通过一个燃机电厂中的动力(燃机)基础的设计,阐述了较差地基承载力条件下的大块式混凝土动力基础的设计、动力计算及结构配筋的要点,对一般工业结构的动力基础设计有借鉴作用.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2012(033)004【总页数】5页(P391-394,397)【关键词】大块式混凝土动力基础;动力计算;基础设计【作者】计光;张代刚;刘斌【作者单位】中机国能电力工程有限公司,上海200061;中机国能电力工程有限公司,上海200061;中机国能电力工程有限公司,上海200061【正文语种】中文【中图分类】TU271.10 引言炼钢工艺中会产生大量低热值的焦炉煤气和高炉煤气，某钢铁集团公司为了充分利用这些能源资源，决定以节余的焦炉煤气和高炉煤气为主燃料，采用高效的燃气—蒸汽联合循环发电机组建设自备电厂，实现总厂区将煤气放散为零的节能减排目标。
该项目采用6台46.6 MW的燃机，3台42.6 MW的汽轮机。
项目分成三个单元，每个单元包括2台煤气压缩机，2台燃气轮发电机组和2台余热锅炉，配套1台蒸汽轮发电机组。
其中作为燃机电厂的核心设备燃机自重大、运行时转速高，因此对土建基础的动力性能有很高的要求。
燃机运行的转速大于3 000 r／min，按照《动力机器基础设计规范》（GB 50040—1996）（以下简称《动规》）规定，动力计算和构造按活塞式压缩机基础的设计规定来考虑，并采用大块式基础。
但是燃机电厂采用大块式混凝土，目前的动力基础设计无详细的动力计算方法，配筋无明确标准，设计出的动力基础并不一定具有良好的动力特性，或者出现严重浪费的现象。
本文将结合该项目的燃机基础设计，分析和总结大块式混凝土动力基础的设计、动力计算及结构配筋的要点。
1 燃机基础布置及荷载为了方便设计和施工，基础的形状最好接近长方体，基础的大小可以根据设备的重量确定。
动力(燃机)基础设计中的一些思考
２ 既 定 方 案 动 力 计 算 的必 要 性 检 验
燃 气 轮机 的基 础 由大块 式混 凝 土 基 础 、 陷 湿 性黄 土地 基 （ 用灰 土垫 层换 填） 成 。大块式 基 采 组 础 动力 计 算 比较 复 杂 ， 般 要 根 据 负 荷 要 求 ， 一 用 《 动规 》 简化 计算 ” 的“ 对基 础 的大小 及形状 进行 计 算 。但 是 由于种 种原 因 ， 该项 目的基 础 已经确 定 ，
第 ３ ３卷 第 ４期
２１ 年 ８ ０２ 月
电 力 与 能 源
３１ ９
动 力 （ 机 ） 础设 计 中 的一 些思 考 燃 基
计 光 ， 代 刚 ， 斌 张 刘
（ 机国能电力工程有限公司 ， 海 中 上 ２０６） ０ ０ １
摘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要： 通过一个燃机 电厂 中的动力 （ 燃机） 基础 的设计 ， 阐述 了较差地基 承载力条件 下的大块式混 凝土动力
能减 排 目标 。 ． 该项 目采 用 ６台 ４ ． ６ ６Ｍｗ 的燃 机 ， ３台 ４ ． ２６
块 式基 础计 算 把 基 础看 成 为 刚 体 ， 础 各 部 基 件之 间基本 上没 有 相 对 变 形 ， 础 配筋 仅 仅 是 构 基 造需 要 。 当基础 体 积 大 于 ４ ０ｍ。时 ， 就应 沿 基 础
２ １ 承 载力 验算 ． 施工 场地 是湿 陷性 黄土地 基 ， 按照 既定方 案 ，
３２ ９
计
光 ， ： 力 （ 机 ） 础设 计 中 的 一 些 思 考 等 动 燃 基
燃气 轮机 的大块 混凝 土层 和湿 陷性 黄土地 基 之间 采用 灰土 垫层作 为 持力层 。燃 气轮 机混 凝土 基础
动力机器基础的静力计算
关键词 ： 动力机器基础 ， 组， 机 重心 ， 地基承载 力
中 图 分 类 号 ： Ｕ４ １ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ
＝
动力 机 器 基 础 的 结 构 形 式 应 根 据 工 艺 需 要 并 结 合 技 术 经 济
效果 而定 ， 主要形式有 ： 大块式 、 墙式 、 构架式 。其他还 有薄壳 式 、
Ｐ一 ＝ Ｗ ／ｎｈ ＋ Ｍ ／ ｚ 七
２ ２ ２ ３ ２ ４
ｍ ∑ ≤１２ （ 。 ｌ／ ｘ ．ａ×Ｑ 桩基）
其中， 为机器 、 ｗ 基础 和 基础 上 的填 土总 重量 ； 为基 础底 Ｆ
面积 ； ～ 分 别 为 地 基 平 均 压 应 力 和 最 大 压 应 力 ； Ｐ 分 别 Ｐ， Ｐ，
３ ８ １ ３ １ ５ １ ６
坐 标
００５ ７ ５ ６ ７ ６． ８ —３ ３ １ ５
×ｚ
３ ４ ０５ ｌ２ ７． ４ ３ ２８ ４ ６９ ６ ６ ５ 一ｌ ６ １ ８ ２ ８ ６ ４．
Ｙ坐 标
—０． ５ ４ ０ —４８ ５ ７ ２０ ． ２０ ．
×ｊ ，
—１ ３ ２ ８ ．４ ０ —３ ４ ７ ６ ３ ．６ ¨２ ８ １２ ８ １
Ｐ＝ Ｗ ／ ＾ ｎ ≤ ×Ｑ（ 基 ） 桩 。 偏 心受压时 ：
ｐ ＝ Ｗ ／ ＋ Ｍ ～ Ｆ ／ ＋ Ｍ ｌ ／ ｌ
１ ７
１ ８ ｌ ９ ２ ０ ２ ｌ
５ ． ６４
动 力 机 器 基 础 的 静 力 计 算
夏 显 德
摘 要： 结合动力机器 基础 的不 同形 式 ， 动力机器 基础静力 计算 中地基 承载力验 算、 就 机组 重心核算和基础 局部构件 的
承 载 力 验 算 作 了探 讨 ， 提 出设 计 时 应 注 意 的 问题 ， 并 以达 到 指 导 实 践 的 目的 。
大块式基础设计技术条件书
大块（框架）式动力机器基础有限元分析程序技术条件书西北电力设计院2011年2月1.大块（框架）式动力基础的特点及设计现状大块式、框架式动力机器基础是经常遇到的基础型式。
大块式基础就是平常所说的混凝土大块基础，框架式基础由顶板与柱子组成，顶板一般为等厚度板，或者是在中间变厚度的板，顶板上开有孔洞，机组动力荷载作用在顶板上，柱子一般为6、8根柱或10根柱。
动力机器基础设计最关键的问题是基础的振动问题，基础在动力荷载作用下位移过大，可能影响机组的安全运行。
因此设计动力基础时要计算基础的自由振动频率、计算动力位移与速度。
基础的自由振动频率要尽量避开机组荷载频率，同时要控制基础的动力位移与速度。
目前动力机器基础动力计算软件比较多，ansys等国际通用软件功能强大，可对结构进行比较精确的分析，结构与荷载可以作到与实际情况基本吻合。
同时在涉外工程中也能得到外方的承认。
由于是通用程序，需要有经验的设计人员才能使用，使用时花的时间也可能要长一些。
2 大块（框架）式动力基础有限元分析程序的研制目的在机组规模越来越大的情况下，结构振动问题更加突出。
基础顶板实际上是接近板的三维块体，按梁计算是不合适的。
同时柱子截面越来越大，再将柱子简化为梁计算也不合适了。
用通常采用汽轮发电机组空间结构计算程序都不太合适了。
同时涉外工程越来越多，打入国际市场，必须改用ansys等国际通用软件。
经过研究，我们决定ansys作为动力基础的计算软件。
为了更好地使用ansys软件进行动力计算，我们准备开展动力机器基础有限元分析软件的研制工作。
本软件是在ansys基础上开发的一个ansys前处理和后处理的软件。
我们的目的是在框架式动力机器基础有限元分析软件中，基础参数的输入比较简单，通过该软件生成ansys的命令文件，再导入ansys进行求解。
这样简化了计算过程，计算结果精确，结果能够用于涉外工程，另外对计算结果进行归并，能进行构件的设计，对混凝土块体和框架梁进行配筋计算，并能满足相关国家规范的要求。
动力设备的基础设计分析
动力设备的基础设计分析动力设备以安装工艺为标准可以分为两种，分别是：基础地面动力设备与楼面结构动力设备。
但是无论哪种设备在运行的过程中都会产生比较大的振动，会引发一系列的问题，比如：设备无法正常运行、墙体开裂、设备的地脚螺栓脱离地面、影响吊车运行等[1]。
这一问题的解决措施就是使用科学的方法对动力设备的基础进行设计。
笔者结合多年的工作经验，对动力设备的基础设计进行如下分析，以期为动力设备基础设计的完善产生一定的参考价值。
一.动力设备基础设计流程第一，以样本与规范为基础对基础设备的外形进行确定；第二，以设备样本为基础对设备静力荷载分布、扰力大小、扰力方向和扰力频率进行明确；第三，对基组总重心的规范性与基础地面形心偏心距的规范性进行核实；第四，对基础的自振频率进行计算，尽量避免其在共振区工作，但是在实际的工作过程中，让其完全脱离共振区是不实际的，只能通过合理的计算让其尽量的远离共振区。
第五，对基础振幅进行计算，对其范围的规范性进行检验。
第六，对框架式基础和墙式基础，要对结构在动力作用下承受的能力进行计算，如不符合要求，要对其进行修改。
二.扰力类型分析设备类型不同，扰力形式也不同。
以设备扰力与水平面的关系进行划分，可以将其划分为四种类型，分别是：垂直往复振动、绕垂直轴扭转振动、水平往复振动、绕水平轴扭转振动[2]。
如果设备结构比较复杂，上述扰力形式也会发生耦合现象，比如设备出现水平往复振动扰力，其偏心有可能就会发生水平扭转转动。
在耦合作用下，各个方向上的扰力与频率及各个类型的扰力与频率会相应的增加，设备振动频率的分布范围会扩展，设计难度也会相应的增加。
因此，在对动力设备进行基础设计时，要尽量避免耦合现象的出现。
三.频率计算动力设备基础设计中对于频率的计算可以分为两种，其一是实测，其二是理论计算。
在实际的设计过程，利用实测数据进行对比分析得出的结果的可靠性比较高。
但是实际的设计过程中，对于频率计算的主要方法还是理论计算。
大块式动力机器基础计算研究
拟实际振动体系的刚度特 陛， 以弹簧代替地基土 ， 模型 然后再 在振动体 系内增加一阻尼器 。弹性刚度和阻尼器 的阻尼 比都 要 由现场基础块作振动试验而得 ， 国动 力机器基础设计规 我 范就是采用该模型作为动力计算和分析的模式 ；另一种是弹 性半空间模型 ， 型为刚性基础置于弹性半空间体的表面 ， 该模
设计规 范》Ｇ ０ ０ ９ ）３以下 简称《 （ Ｂ５ ４ － ６￣ ０ － （ 动规 》 进行动 力计 算 ）
的。
大块式基础在电厂的辅助动力机器基础 当中用的最为广
【 作者简介】 何劲操 （９ ０ ， ， １ ８ ）男 广东连平人， 工程师 。 从事工程
设计研究 ，电子信箱）ｅｏ ｏ ｇ ｃｉ ｏ （ ｒｄ ｍｏｌ ｎａ． ｍ。 ＠ ｌ ｃ
３ 动 力计算要求
１７ ５
Ｉ 工程建设 与设计
ｌｏ ｔｔｌ ＆Ｄｓ ｌｒｒｅｔ Ｃｒｎ ｔｎ ｅ ：Ｐｊ ｕ ｅｏ ｏ ｏｃ
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【 中图分类号］ Ｕ ７ Ｔ ４６ 【 文献标志码】 Ａ 【 文章编号】０ ７９ ６ （０ ２ ０ ．１７０ １０ ．４ ７ ２ １ ）５０ ５．４
１ 实例概况
发电厂中 ， 由于除氧器是混 合加 热设备 ， 所以其后必须有 水泵提高压 力进入锅炉 ， 这个水泵就成为给水泵 ， 给水泵 锅炉
即假定地基土为均质的、 各向同性 的弹 ｌ 生半空间性 。本文 采用 第一种模 型 ， 即温克 尔 一 格特（ ｎ ｌ －ｏｇ） 型对大块式 沃 ｗｉｋ ｒ ｉ 模 ｅｖ ｔ 动力机器基础计算进行探讨。
结构设计中的动力机器基础分析
振动作用 下地基 土的抗剪强压
的 降低 幅度 与 振 幅 、 频率 及 振 动加 运 度 有关 。一 般 来 说 ， 振动 越 强 烈地 老 土 的强 度 降 低 也 就 越 多 。 由于 地 老
（ ） 架 式 基 础 一般 用 于 平 衡 性 ３框 较 好 的 高频 机 器 ， 上部 结 构 是 由 固 其 定 在 一 块 连 续 底 板 或 可 靠 基 岩 上 的 立 柱 以及 立 柱 上 端 刚性 连接 的纵 、 横 梁 组 成 的 弹性 体 系 ， 而 可按 框 架 结 因
４４ 校 核 地 基 承 载 力 ．
（） 器 的型号 、 速 、 率 、 １机 转 功 规 格 及 轮 廓尺 寸 图 等 ； （ ） 器 自重 及 中心 的位 置 ； ２机 （） ３ 机器 底 座 外 廓 图 、 辅助 设 备 、 管 道 位 置 和 坑 、 、 洞 尺 寸 和 灌 浆 沟 孔
其 净 距 不宜 小 于 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ； 当振 动 管 线
幅小 。
搁 置 在 建筑 物 上 时 ， 采 取可 靠 的防 应
振 措 施 止 厂 房 及 平 台 受 压 缩 机 基 防
础 的影 响 。 ４ 动 力机 器 基础 设 计
基 础 的埋 置 深 度 及 尺 寸 一 般
１ 间歇 性 作 用或 冲击 作 用 的机 器 ． ２
（） 式 基 础 则 由 承 重 的 纵 、 ２墙 横 向墙 组 成 ；
般 根 据 制 造 厂 提 供 的 机 器 轮 廊
４１ 动力 机器 基 础设 计 时 应 具 备 的 ．
工 艺 资料
寸 及 附 件 、 沟 等 的布 置 加 以 确 定 管
大型活塞式压缩机基础动力特性软件分析比较
大型活塞式压缩机是石油化工行业十分常见的一种核心设备，该类压缩机的基础形式通常选用简单、规则，且质量分布均匀的大块式结构。
对大块式压缩机基组进行动力计算具有十分重要的意义，一方面要控制基组振动对机器本身影响，过大变形会产生螺栓拉裂、焊缝开裂、轴承损坏、管道撕坏等危害，甚至基础振碎等较为严重的工程事故[1]；另一方面要尽量减少或消除基组振动对环境的影响，避免对操作人员的身心健康产生有害影响。
关于活塞式压缩机基础的工程应用研究多数基于规范规定的单质点-弹簧-阻尼体系[2-3]，采用有限元方法进行计算分析的例子并不多。
本文分别采用midas Gen和STAAD.Pro两款有限元分析软件，对某大型活塞式压缩机基础进行动力分析对比，为设计人员选用合适的分析软件进行计算提供参考。
1 工程概述本文所计算的活塞式压缩机结构形式为六列立式，转速375 r/min，压缩机轴功率为1754 kW。
压缩机及其附属设备平面布置见图1，厂家给出的压缩机扰力数据见图2。
该压缩机基础采用大块式结构，桩基础。
根据厂家及上游专业的要求，基础底板应包含图1压缩机及其附属设备和部分主要管线，最终确定基础底板的几何尺寸为17.3m×14.6m，埋深-2.0m，高出地坪0.2m。
本工程按现行国家标准《地基动力特性测试规范》（GB-T50269—2015）[4]的相关规定进行了2桩承台（规格4500X2250X1600mm）的桩基动力特性测试。
动测数据依据该规范的规定进行相关换算，地基动力测试数据及换算结果如表1所示：图1 压缩机及其附属设备平面布置图扰力/kNFy 一阶0sin(ωt+0.000)二阶不存在Fz一阶23.999sin(ωt+2.618)二阶7.057sin(2ωt+5.373)扰力矩/kNmMy一阶43.586sin(ωt+0.634)二阶203.149sin(2ωt+5.288)Mz一阶11.008sin(ωt+2.094)二阶不存在图2 压缩机扰力数据大型活塞式压缩机基础动力特性软件分析比较杨卉中国石化工程建设有限公司 北京 100101摘要：分别采用midas Gen和STAAD.Pro软件对某大型活塞式压缩机基础进行动力分析计算，以获得其在机器扰力作用下的振动响应，来判断基组的安全性和可靠性。
动力基础设计地基和基础计算规定
动力基础设计地基和基础计算规定3基本规定3.1一般规定3.1.1动力机器地基基础的设计应满足下列性能要求：1在静力荷载作用下，应满足地基和基础承载能力及变形要求；建造在斜坡上或边坡附近的动力基础，尚应满足稳定性要求；2在地震作用下，应满足地基和基础抗震承载能力要求、基础抗震稳定性要求；3在振动荷载作用下，应满足地基和基础承载能力的要求、基础容许振动的要求；周边环境对振动控制有要求时，尚应满足环境振动、人员舒适度和设备正常工作的要求。
3.1.2动力机器基础的形式，应根据动力机器类型和型号、工程地质条件、振动响应控制要求等综合确定。
3.1.3动力机器基础设计时，应避免基础产生过大或不均匀沉降。
3.1.4重要或对沉降有严格要求的机器，在基础上应设置永久的沉降观测点；在基础施工、机器安装及运行过程中应定期观测和记录。
3.1.5动力机器基础不宜采用液化土、软土地基作为天然地基持力层；局部存在液化土、软土地基时，宜进行地基处理；大型和重要动力机器基础应进行地基处理或采用桩基础。
3.1.6动力机器基础设置在整体性较好的岩石上且采用锚桩(杆)基础时，应按本标准附录A 的规定设计。
3.1.7动力机器基础与建筑物的基础、上部结构以及混凝土地面宜分开。
3.1.8当置于天然地基的动力机器基础与毗邻建筑物基础的埋深不在同一标高时，基底标高差异部分应回填夯实。
3.1.9当管道与机器连接而产生较大振动时，连接处应采用减振或隔振措施。
3.1.10当动力机器基础的振动不满足人员健康、生产过程、仪器设备正常工作的容许振动标准及影响建筑物的长期使用寿命时，应采用隔振措施。
3.2材料及构造规定3.2.1动力机器基础宜采用整体式混凝土结构，混凝土强度等级不宜低于C30，当大块式或墙式基础不直接承受冲击荷载或按构造要求设计时，混凝土的强度等级可采用C25。
3.2.2动力机器基础的受力钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋，其他部位可采用HRBF400、HRBF500钢筋，钢筋的连接不宜采用焊接接头。
风机大块式基础简化动力计算研究
风机大块式基础简化动力计算研究随着国家对可再生能源发电的重视程度提高，风力发电越来越受到重视，它不仅利用了一种潜在的清洁能源，而且具有优越的经济效益。
随着技术的发展，出现了新型的风力发电机组，风机的设计要求也随之发生了变化。
由于风机的动力特性较难计算，它的开发需要大量的计算时间，容易受到外界噪声的影响，因此，研究大块式基础计算的简化动力特性的方法及其应用极大地推动了风机的发展。
首先，本文概述了近年来对大块式基础简化动力计算的研究。
其中，采用数值计算方法研究风力发电系统的动力特性是一个热门研究方向。
具体来说，研究重点是开发出可以准确快速计算有利于节能减排和降低成本的大块式基础计算方法，以及在替代计算器之外的运算方面，对大块式基础简化动力计算研究的探索研究。
其次，本文探讨了近年来开展的大块式基础简化动力计算的相关研究，包括计算模型、参数拟合、模拟试验以及其他新技术和方法。
在计算模型方面，研究了基于基础模型的大块式基础简化动力计算方法，并开发了一些新的改进方法。
在参数拟合方面，研究了一系列的拟合方法，用于计算风机大块式基础简化动力特性参数。
此外，还开展了一系列的模拟实验来评估新方法的性能，并就技术创新探讨了一些新的方法。
最后，本文概述了近年来大块式基础简化动力计算方法在风力发电领域的应用，指出大块式基础简化动力计算方法在风机设计中具有重要意义。
它可以用来准确快速地计算风机大块式基础简化动力特性参数，为风力发电技术的发展提供了重要的方法和理论支持。
综上所述，大块式基础简化动力计算是风力发电机组设计中一个重要的方面。
近年来，有关大块式基础简化动力计算的研究取得了一定成就，根据这一研究成果，可以采用相应的方法来计算风机的动力特性，并且从根本上提高风力发电系统的性能和经济效率。
另外，还应当继续在大块式基础简化动力计算技术的开发和应用方面进行深入的研究，以更好地满足风力发电技术发展的需求，为可再生能源发电技术发展做出更大的贡献。
风机大块式基础简化动力计算研究
风机大块式基础简化动力计算研究近年来，随着能源消耗的增加，可再生能源发电的发展日益重要。
风能是目前最受欢迎的可再生能源之一，可大大减少温室气体的排放。
从现有的风电发电技术中，风机大块式基础简化动力计算是一个重要研究领域。
大块式简化动力计算意味着采用动力学模型来简化和准确地计算风机的动力特性，从而改善发电量和可靠性。
在计算风机动力特性时，大块式简化动力计算包括两个基本步骤，即风机动力特性试验和动力学模型。
在风机动力特性试验中，在一定的风速范围内测量风机的动力特性，这是以实际测试的形式来量化风机的动力表现特性，从而确定最佳参数。
其次，当动力系统的行为已知时，应用动力学模型可以精确计算风机的动力特性，从而最大限度地利用风机发电量和可靠性。
然而，当前大块式简化动力计算的研究仍处于萌芽阶段。
尽管有许多相关研究，但仍然存在许多不足。
首先，针对特定型号的风机，现有的研究没有使用足够高的模型精度，而且简化模型参数的计算也不够准确，使得风机的精度和性能受到严重限制。
另外，现有的研究忽略了风机的许多参数，如风速变化率、叶轮转动惯性等，导致模型拟合不准确。
为了改进现有大块式简化动力计算研究，可以采用以下方法。
首先，使用更高精度的模型，考虑更多的参数，使得计算更准确。
其次，可以采用优化技术来确定最佳参数，从而提高风机发电量和可靠性。
另外，研究人员也可以使用仿真技术对大块式简化动力计算的结果进行验证，以确定模型的准确性。
最后，研究人员还可以使用大数据技术来收集大量真实数据，并使用机器学习技术进行动态建模和模型预测，从而提高模型准确性。
基于以上研究，大块式简化动力计算对风机的动力特性的优化和改善具有重要意义。
它不仅可以改善风机的发电量和可靠性，而且可以更好地应用既有的模型参数和技术，以便更好地利用风能发电的潜力。
因此，未来有必要培养更多的研究人员进入这一领域，解决大块式简化动力计算中存在的技术问题，以提高风能发电的效率。
综上所述，大块式简化动力计算是一种重要的研究领域，也是当前发电行业提高效率、降低成本的重要研究方向之一。
大型系统动力学的计算方法
大型系统动力学的计算方法大型系统动力学是一种描述物理过程和现象的基础数学模型。
它是研究系统在长时间下的行为规律的定量分析方法。
自20世纪50年代以来，大型系统动力学已经得到了广泛的应用和发展。
而计算方法是支撑大型系统动力学模型建立的基本技术之一。
本文将探讨大型系统动力学的计算方法。
一、微分方程在数学中，微分方程是研究函数及其导数之间关系的一门学科。
它是数学与物理、化学、经济学等实际应用学科中的基础。
在大型系统动力学中，微分方程起到至关重要的作用。
对于连续的系统行为，大型系统动力学建立的数学模型是微分方程。
微分方程描述了一个未知函数的导数，以及它与一个或多个自变量的关系。
微分方程模型通常由物理学或经济学的基础定律提供。
通过求解微分方程，可以得到系统的时间变化规律。
二、数值方法解微分方程的过程中，由于很少有能够求出解析解的方程出现，所以需要使用数值方法来求解。
数值方法将微分方程转化为方程组，再用数值计算方法来求解。
最常用的数值方法包括：欧拉法、龙格-库塔法（Runge-Kutta 法）、辛普森法和有限差分法等。
这些方法的特点是：易于实现、计算速度快、适合大规模数值计算等。
然而，数值计算过程中，需保证数值精度、计算稳定性等问题。
此外，数值误差如何控制和消除也是需要注意的问题。
三、模拟方法在大型系统动力学中，为了更好地模拟系统的演化过程，常采用模拟方法。
模拟方法是一种在时间和空间上模拟系统演化过程的计算方法，它主要包括蒙特卡罗法和分子动力学法。
蒙特卡罗法是利用概率方法，通过随机数来模拟系统的演化过程，包括分子的位置和动量的变化等，计算物理量的平均值，从而得到系统的性质。
蒙特卡罗法的优点是适用于任何体系，但缺点是需要大量的计算。
分子动力学法是利用牛顿定律来计算系统的演化过程，以求得分子的位置和动量的变化。
由于分子动力学法能够模拟分子内部运动的方式，所以是研究复杂多元系统的重要方法。
四、并行计算方法对于大规模的系统动力学模型，计算过程中需要解决时间和空间上的动态耦合问题。
中欧规范关于动力设备基础计算的比较
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald101DOI：10.16660/ki.1674-098X.2020.14.101中欧规范关于动力设备基础计算的比较刘伟(中国江苏国际经济技术合作集团有限公司 江苏南京 210008)摘 要：动力机器基础设计规范（GB50040-96）和Code of Practice for Foundations for Machinery分别是中国和欧洲动力设备基础设计的标准，本文从地基动力参数、控制目标和计算方法三个方面分析比较了这两个标准，以哈法亚油田的高压压缩机基础设计为例，说明两者在基础设计上的异同，为今后国内外动力设备的计算提供参考。
关键词：动力基础 地基动力参数 控制目标 哈法亚油田中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)05(b)-0101-02Abstract: Code for design of dynamic equipment foundation (GB50040-96) and Code of Practice for Foundations for Machinery are standards for dynamic equipment foundation in China and Europe separately. This paper compares both standards within footing dynamic parameter, control target and calculation method. And this paper illustrates the differences and similarities for dynamic design as an example of HP Compressor foundation design in Halfaya oil field. And this can be taken as a reference for foundation dynamic design in future.Key Words: Dynamic Equipment Foundation; Footing Dynamic Parameter; Control Target; Halfaya Oil Field机器设备在运转过程中很容易产生不平衡力，对周围建筑物、构筑物和工作人员造成不利影响，基础不仅是安装机器的必要构件，合理的动力设计也是减少机器振动、保证机器稳定性的必需环节。
海外项目大块式动力基础计算分析
海外项目大块式动力基础计算分析摘要：随着海外项目逐渐增多，对于结构的精细化设计的日益严苛，往复式压缩机基础的动力分析需要详细阐述。
关于海外项目中规范和设计上，对于大块式基础设计的特点，本文进行了阐述，并结合工程实例，给出了详细的介绍。
关键词：海外项目；大块式压缩机基础；扰力；动力分析引言在石化行业中，压缩机基础一般采用两种形式，即构架式压缩机基础和大块式压缩机基础，均采用混凝土的基础形式。
压缩机基础的形式取决于压缩机本身的运动方式。
而在石化工程中，压缩机一般分为离心式压缩机和往复式压缩机。
离心式压缩机转速较高，工作转速在3000r/min以上，一般采用钢筋混凝土框架式基础。
而往复式压缩机转速低，一般采用大块式（或墙式）基础的形式。
往复式压缩机一般由电动机和压缩机及一些其他设备组成，产生不平衡力或弯矩的一般为机组的转子部分，而机组的定子部分由设备螺栓与基础连接。
采用大块式基础的形式，也是因为压缩机运转时会产生较大的不平衡力（扰力）及弯矩，这些不平衡惯性所引起地基和基础的震动，会对其自身以及周围建筑物产生不良影响，或干扰其正常使用，因此需要对压缩机基础进行动力分析，确保震动位移控制在允许范围内。
在实际工程中，对于平衡不太好，激振力大的情况，实际原则为尽量采用小块基础，缩小地板面积，核算土壤弹簧，调高基础频率。
本文基于泰国某PP化工工程项目中1B单元R1脱气压缩机组为例，分别按照美国规范和中国规范计算了相应参数，再采用Staad.Pro 软件进行往复式大块式压缩机基础的动力分析。
海外项目特点规范使用的不同在海外项目中，需要使用的标准规范跟国内现行可用的标准略有不同。
由于地域不同，设计理念的不同，为了避免不必要的麻烦，在该项目中，使用的标准为美国规范和欧洲规范，和部分国内标准。
使用的规范为：1.英标：CP2012-1：1974 FOUNDATION FOR MACHINERY-PART1：foundationsfor reciprocating machines2.美标：ACI 351.3R-04 FOUNDATIONS FOR DYNAMIC EQUIPMENT3.国标：GB50040－96 《动力机器基础设计规范》GB50010-2010 《混凝土结构设计规范》GB50007－2002 《建筑地基基础设计规范》SH3091－2012 《石油化工压缩机基础设计规范》HG-T20554-1993 《活塞式压缩机基础设计规定》方案设计由于场地原因，无法符合规范中对于压缩机厂房基础和压缩机基础脱开的要求。
大块式动力基础计算方法
大块式动力基础计算方法
张震华;高文成
【期刊名称】《化工设计与开发》
【年(卷),期】1994(000)003
【总页数】16页(P35-50)
【作者】张震华;高文成
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TU470.3
【相关文献】
1.风机大块式基础简化动力计算研究 [J], 尹春明;钱萍
2.大块式动力基础的振动分析与加固处理 [J], 周新刚;吴江龙;邢纪波;李强;刘建新
3.汽轮发电机组大块式基础的动力特性研究 [J], 梅德庆;何闻;陈子辰
4.大块式动力机器基础计算研究 [J], 何劲操
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中外回转窑基础设计计算方法
中外回转窑基础设计计算方法张媛媛;张立;胡颖【摘要】该文介绍了作用在回转窑基础上的各种荷载及其作用特点,对回转窑工况进行了分析,提出了中外回转窑基础设计计算方法.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】4页(P120-123)【关键词】回转窑;基础;荷载;工况【作者】张媛媛;张立;胡颖【作者单位】合肥水泥研究设计院,合肥230051;合肥水泥研究设计院,合肥230051;合肥水泥研究设计院,合肥230051【正文语种】中文水泥厂主体结构之一的回转窑基础的设计，在整个水泥厂的土建设计中占有很重要的地位。
整个结构是否合理、安全，关系到整个水泥厂的建设投资及今后是否能够正常运转。
同时，由于回转窑的荷载较大，受力很复杂，不仅承受竖向力还有两轴的水平力和弯矩，在设计时，要求结构安全度很高。
特别是在对外工程中，各个国家对于回转窑的工况组合的规定也不相同，所以在设计时需要根据具体的情况设计回转窑基础。
1 回转窑及其基础结构设计简介回转窑是水泥厂锻烧物料的主要设备，其规格由筒体的内径及长度来表示。
筒体的内径一般为1.8～6m，长度为30～180m，浮放在3～9对托轮上，两托轮中心线与窑体断面中心线之间的连线夹角为60°，托轮组数视窑的直径及长度而定。
窑体荷载通过托轮底座传递给窑基础，回转窑及基础如图1所示。
回转窑的驱动是由电动机通过减速机和大小牙轮来完成。
回转窑转数很低，一般小于3r／min。
由于筒体转速小，物料在筒体内不能形成圆周运动，故不产生简谐离心力。
运转时的动力影响很小，窑基础可以不做动力计算。
回转窑的窑体具有3%～5%的斜度，由窑尾坡向窑头，物料从窑尾进入，火焰由窑头喷入，形成物料与火焰的对流。
由于窑内温度高，窑体将会发生变形，有时还会导致某一个托轮脱空，造成基础受力不均匀。
回转窑基础由传动基础、托轮基础等多个独立基础组成。
为使刚性窑体安全运转，对于软弱地基或高压缩地基，应采取必要措施（如控制各基础间的地基使用强度或采用人工地基）减小同一设备基础间的沉降差。
nasa动力学标准算例
nasa动力学标准算例ASA动力学标准算例是航空航天领域中广泛应用的一个工具，旨在为研究人员和工程师提供一种标准的方法来验证和测试动力学模型。
本文将简要介绍NASA动力学标准算例的基本概念，并结合实际应用对其进行深入分析。
最后，探讨这一算例对我国航天事业的启示。
1.NASA动力学标准算例简介ASA动力学标准算例起源于20世纪60年代，旨在为美国国家航空航天局（NASA）的飞行器设计提供可靠的力学基础。
这一算例主要关注飞行器在各种工况下的动力学行为，包括稳定性和机动性。
通过广泛的应用和验证，NASA动力学标准算例已成为航空航天领域的一个关键技术。
2.动力学基本概念与方法动力学是研究物体运动规律的科学，其主要任务是分析力和运动之间的关系。
在NASA动力学标准算例中，研究人员和工程师通常采用以下几种方法来解决实际问题：（1）牛顿力学：基于牛顿三大定律，描述飞行器在地球引力场中的运动。
（2）空气动力学：分析飞行器在高速飞行过程中所受到的气动阻力、升力等力效应。
（3）弹性力学：研究飞行器结构在载荷作用下的变形和应力分布。
（4）计算流体力学（CFD）：通过数值模拟分析流场中的速度、压力等物理量，以评估飞行器的气动性能。
3.算例的具体应用与分析ASA动力学标准算例在实际应用中具有很高的价值。
以下是一些具体的应用场景：（1）飞行器设计：通过分析飞行器的动力学特性，优化设计方案，提高飞行性能。
（2）飞行控制系统：研究飞行器的稳定性和操控性，为飞行控制系统提供理论依据。
（3）飞行器动力学仿真：为飞行器试验提供仿真数据，辅助试验方案制定。
（4）飞行器故障诊断：分析飞行器动力学参数的异常，诊断潜在故障原因。
4.对我国航天事业的启示ASA动力学标准算例的成功应用表明，发展具有自主知识产权的动力学模型和算例对我国航天事业具有重要意义。
以下是一些建议：（1）加强基础研究：深入研究动力学基本理论和方法，为我国航天事业提供坚实的理论基础。
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海外项目大块式动力基础计算分析摘要：随着海外项目逐渐增多，对于结构的精细化设计的日益严苛，往复式压缩机基础的动力分析需要详细阐述。
关于海外项目中规范和设计上，对于大块式基础设计的特点，本文进行了阐述，并结合工程实例，给出了详细的介绍。
关键词：海外项目；大块式压缩机基础；扰力；动力分析引言在石化行业中，压缩机基础一般采用两种形式，即构架式压缩机基础和大块式压缩机基础，均采用混凝土的基础形式。
压缩机基础的形式取决于压缩机本身的运动方式。
而在石化工程中，压缩机一般分为离心式压缩机和往复式压缩机。
离心式压缩机转速较高，工作转速在3000r/min以上，一般采用钢筋混凝土框架式基础。
而往复式压缩机转速低，一般采用大块式（或墙式）基础的形式。
往复式压缩机一般由电动机和压缩机及一些其他设备组成，产生不平衡力或弯矩的一般为机组的转子部分，而机组的定子部分由设备螺栓与基础连接。
采用大块式基础的形式，也是因为压缩机运转时会产生较大的不平衡力（扰力）及弯矩，这些不平衡惯性所引起地基和基础的震动，会对其自身以及周围建筑物产生不良影响，或干扰其正常使用，因此需要对压缩机基础进行动力分析，确保震动位移控制在允许范围内。
在实际工程中，对于平衡不太好，激振力大的情况，实际原则为尽量采用小块基础，缩小地板面积，核算土壤弹簧，调高基础频率。
本文基于泰国某PP化工工程项目中1B单元R1脱气压缩机组为例，分别按照美国规范和中国规范计算了相应参数，再采用Staad.Pro 软件进行往复式大块式压缩机基础的动力分析。
海外项目特点规范使用的不同在海外项目中，需要使用的标准规范跟国内现行可用的标准略有不同。
由于地域不同，设计理念的不同，为了避免不必要的麻烦，在该项目中，使用的标准为美国规范和欧洲规范，和部分国内标准。
使用的规范为：1.英标：CP2012-1：1974 FOUNDATION FOR MACHINERY-PART1：foundationsfor reciprocating machines2.美标：ACI 351.3R-04 FOUNDATIONS FOR DYNAMIC EQUIPMENT3.国标：GB50040－96 《动力机器基础设计规范》GB50010-2010 《混凝土结构设计规范》GB50007－2002 《建筑地基基础设计规范》SH3091－2012 《石油化工压缩机基础设计规范》HG-T20554-1993 《活塞式压缩机基础设计规定》方案设计由于场地原因，无法符合规范中对于压缩机厂房基础和压缩机基础脱开的要求。
无施工空间。
所以压缩机厂房柱基础与压缩机基础合为一体。
由于厂房为钢结构，震动频率低，性柔，且在极端情况下如强震时，不会跟压缩机扰力发生组合。
根据此原因，仅在动力分析时，在压缩机基础的相应位置输入上部结构荷载。
基础上除了厂家要求的伸出地面的压缩机配套组件的混凝土墩，还有一些配管专业所需混凝土管墩和配套钢平台基础。
钢平台为检修平台，顶标高为2.7m。
为保证施工进程的考虑，再加上钢平台本身荷载较小，采用了设置预埋板，后期焊接连接的柱脚方式。
技术要求在该项目中，不但需要参照国外的相关标准执行，而且由于压缩机的重要性，压缩机厂家及业主也提出了具体规定。
需要符合的技术要求有：基础重量应是压缩机自重的5倍以上基础的自振周期需要在0.7~1.3Fn（Fn-设备周期）以外核算基组的总重心与基础底面的形心在横向和纵向两个方向的偏心距，不应超过偏心方向底板边长的3%。
振幅小于0.03mm（峰值到峰值，即15μm）所需资料主要是压缩机厂商所提供的设备资料，其中包括机器的型号、转速、规格及轮廓尺寸；荷载部分包括组件的质量及重心位置。
还需要提供扰力的大小，方向，若有扰力矩时，同样需要相关数据。
设备厂商对灌浆层厚度和具体材质也会有特殊要求。
基础上的涉及到其他专业所需要的配件，如沟、坑、及管墩尺寸的详细资料。
工程概况地质条件根据ASTM D 2487[8]分类，SAND的定义为50%的土的粒径小于4.75mm。
结合地勘报告，根据对比，USCS分类中0.425mm<d<2mm，为中砂，相较于GB50021-2001的粒径要求大，已经具备了我国标准中“粗砂”的特性。
根据地勘报告，场地的土层从上至下依次为 [7]基础形式和几何尺寸承台基础在计算时根据计算结果调整，试算700mm厚承台。
基于力求基础自振频率与机器震动频率不处于共振状态，减小振幅，一般有两种方法调频。
低调频方法，为增大基础质量，或降低地基刚度值，使基础自振频率圆圆高于机器扰动频率。
高调频方法，为减小基础质量，或者增加基础刚度，使基础自振频率高宇机器扰动频率。
在本项目中，拟采用第二种方法，所以设置了桩，调整了地基刚度值，而且在设计过程中，尽量缩小了基础承台的面积。
设备基础采用块体式混凝土基础。
依据设备外形，基础的平面尺寸不小于10.8mX12.6m。
根据工程实际要求，地勘报告，及设备条件，采用了桩基筏板形式。
试桩报告显示至30米处深的土质情况，根据该报告，项目统一规定打桩深度至21.4米处。
共计18根，直径为600的灌注桩。
桩身长度21.4m。
桩承载力：垂直承载力：800kN；水平承载力：100 kN；抗剪承载力：80 kN。
压缩机基础动力分析刚度计算美规中桩抗压刚度的计算美规中抗压刚度的计算方法埋入的桩的动力性能取决于桩和土的频率和特性。
桩的特性包括其长度，弯曲刚度，侧向刚度，桩尖和桩端的状况，质量和桩锤。
土的性质包括其特性及各层的厚度。
桩承基础的动力反应取决于桩的动刚度和阻尼比。
桩的这些特性可以被定义为抗阻或者刚度以及等效黏性阻尼。
可用公式表示为：ki*=ki+iωmci单桩刚度可采用实验值或者理论值，但工程中通常采用理论值。
理论来讲，动刚度是通过计算在桩端产生的在指定方向的单位震动幅度所需要的力。
对于单桩，有效弹簧竖向刚度： Kvi=（EpA/r0）fv1 （eq.4-25a，Ref.3）对于单桩，有效弹簧横向刚度：Kuj=（EpIp/r03）fu1 （eq.4-25b，Ref.3）Cuj=（EpIp / r02vs）fu2 （eq.4-25b，Ref.3）美规中桩抗压刚度的计算结果根据地勘报告的相应土质及Table 4-8[4] 给出的抗剪刚度系数，采用土体Gs平均值，Gs=10000psi，桩半径r0=11.8in（300mm），l=1199in（30.45m），rs=1.87t/m3=117pcf。
桩的弹性模量Ep=3.5x106 psi，rp=150pcf。
通过eq.5-6[4] 中给的公式，计算Vs =（Gsg/rs）0.5 = [10000（144x32.2）/118]0.5=626.856Vc =（Epg/rp）0.5 = [3.5x106（144x32.2）/150]0.5=10401.538Vs/Vc=0.06l/r0=1199/11.8=101.62查Fig.5-1a[4]，得f18，1=0.062，f18，2=0.037Kz1=（EpA/r0）f18，1 = [3.5x106（11.8）2π]0.062 = 8.044x106 lb/in =1.367x106kN/mCz1=（EpA/vs）f18，2=[3.5x106（11.8）2π/626.856（12）]0.037=7.53x103 lb-sec/in即，抗压刚度为1.367x106kN/m。
国标中桩抗压刚度的计算桩抗压刚度计算桩抗压刚度分为两部分，桩尖抗压刚度系数及桩周土各层土的抗压刚度系数。
跟据《动力机器基础设计规范》（GB 50040-96）3.3.13规定[1]，灌注桩的抗压刚度根据下公式3.3.13-1计算。
根据表3.3.14，根据土层各性质，取相应的抗剪刚度系数。
根据表3.3.15，根据桩尖土层性质，取相应的桩尖土的当量抗压刚度系数。
得到单桩抗压刚度为1.07x106kN/m。
桩抗剪刚度计算根据GB500400-96 中3.3.17规定[1]，抗剪刚度可采取相应的天然地基抗剪刚度的1.4倍。
根据SH/T 3091-2012 中4.2.2规定[5]，在该项目中，地基承载力fak=100kPa，Cz=18000kN/m³，通过表格计算C∑z=25703kN/m³天然地基抗剪刚度系数Cx=0.7（25703）=17992 kN/m³桩基抗剪刚度系数==25189 kN/m³桩基抗剪承载力 =254912kN/根单桩抗扭刚度按2.2.17[1]规定，抗扭刚度可采用相应的天然地基抗扭刚度的1.4倍。
即：KΨ=1.4CxI=1.4（0.7）CzI天然地基抗扭刚度KΨ=109x106kN，单桩抗扭刚度=6.07x106kN荷载输入数据静力荷载Table4.各组件质量动力荷载机器正常工作转速为490转/分钟。
在一谐扰力作用下，为8.17Hz，扰力在水平向有6kN的荷载，在水平和垂直方向均有弯矩，分别是30kNm和5kNm。
在二谐作用下，为16.33Hz，扰力在水平向有2kN的荷载，弯矩仅在水平向有，为2kNm。
动力计算需要分两个次进行，分别计算在一谐，二谐相应转速的扫频范围内的最大振幅和最大转速。
即：一谐扫频范围：0.7fn~1.3fn，即5.72Hz ~ 10.62Hz二谐扫频范围：0.7fn~1.3fn，即11.43Hz ~ 21.23Hz结果根据分别通过美国规范和中国规范进行桩抗压刚度的计算，美国规范和中国规范计算出的抗压刚度值仅略有差异。
在工程项目允许时，可按照中国规范进行桩强度的计算。
振幅要求，根据表格选取最大值，得出一谐扰力作用下，最大振幅在Z方向，为1.08X10-5m。
在二谐扰力作用下，最大振幅同样在Z方向，为6.34x10-6m。
虽然设备厂家及业主对最大震速没有具体要求，但是为了符合ACI 351以及BSI（英国）规范，统计的最大震速，在一谐扰力作用下，最大震速为Z方向上的1.77x10-4s/m，未超出规范要求。
经过Staad.Pro动力分析后，计算出基础顶板顶标高处所有节点的X、Y、Z三个方向的振动位移及振动速度。
经统计，三个方向的节点最大振动速度，均满足规范中振动速度不大于5mm/s的要求，三个方向的节点最大振动位移，均小于压缩机制造商提出的15um的要求。
Reference：1.《动力机器基础设计规范》（GB50040-96），中国计划出版社，19962.British Standards Institution（BSI），Code of Practice for foundation for machinery（CP 2012）.19743.ACI 351.3R-04，Foundation for Dynamic Equipment4.Arya，S.C.；O’Neill，M.W.；and Pincus，G.，1979，Design of Structures and Foundations for Vibrating Machines，Gulf Publishing Co.，Houston，Tex.5.SH/T 3091-2012，石油化工压缩机基础设计规范，中华人民共和国工业和信息部，20126.闫华林，设备的钢结构动力分析，《山西建筑》第42卷第22期，2016年8月7.陈越楠，孙岳，中美规范关于土的分类方法对比与分析，石油天然气勘察技术中心站第二十二次技术交流会论文集，2016年8月8.ASTM D 2487，Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purpose（UnifiedSoil Classification System）.《岩土工程勘探规范》（GB50021-2001），中华人民共和国建设部，2009.。