核电起重机的抗震计算
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时
｛ ＝｛ ＣＳ／ Ｅ｝ｃｓ ＋｛ ｚ ｏＴ （ ） Ｅ｝ Ｅ｝ ＯＯ＋｛ ｙｏ Ｅ｝ｃｓ ２
般 方程 为
效放 大 系数 ” 即 特 征 矢 量 的 乘 子 ，用 于 计 算 每 阶
模态 的 真 实 位 移 大 小 ，这 个 放 大 系 数 就 是 模 态 系数 。
｛ ｝ ｝ ｃ］ ｙ ｝ Ｋ］ Ｙ ＝ 一［ ］ Ｅ｝ ｛ ＋［ ｛ ＋［ ｛ ｔ ｛ ０
阶 为
［ ］ ｛” ＋［ ］ ｛ ＋［ ｛ ｝ ｑ ｝ Ｃ ｑ ｝ Ｋ］ ｑ
＝ 一
［ ］ Ｍ］ Ｅ｝， ［ ｛ ａ Ｘ ”
（） ５
图 １ 有 限 元模 型
式 中
［ ： ］ ［ ］ ］ Ｍ］ ［ Ｔ ［ ［ ］ ＝［ ］ ［ ］ ］ Ｃ Ｔ Ｃ ［
（） ３
模 态合 并 ：响应 谱 分 析 计 算 每 １阶 扩 展模 态
在结构 中 的最 大 位 移 响应 和应 力 ，因 而 可 以 得 到
系统各 阶模 态 的最大 响应 。 本文 以核 电环 行 桥 式 起 重 机 为 例 ，基 于 美 国
一
wk.baidu.com
对上 式振性 进行 分解 ，先求 部分 特征对
核 电 起 重 机 的 抗 震 计 算
吕 宏
大连 重工 ・ 重 集 团设计 研 究院 起
摘
大连
１６ １ １０ ３
要 ：以核 电环 行 起 重 机 为 例 ， 阐述 了基 于 美 国 Ａ ＭＥＮ Ｇ一１ ２ ０ Ｓ Ｏ — ０４标 准 有 限元 反应 谱 分 析方 法 在 核 电
起 重机抗震计算 中的应用 ，为类似起重机的抗震计算提供借 鉴。 关键词 ：Ａ Ｍ Ｏ Ｓ Ｅ Ｎ Ｇ一１ ２ ０ ；核 电起重机 ；反应谱 ；抗震计算 — ０４
ｃ ｃ ｔ ｎｆ ｕｈｃａ ｅ．ａｄｔ ｒｆ ｅｐｏｉｅ ａｒｆ ｅｃ ｎｉ ｅ ｍｉ ｃｌ ｌ ｉ ｒ ｉ ｉ Ｃａｅ． ｌ ａ ￣ａ 。 ｒｓｃ ｒｎｓ ｎ ｅｅ ｒ ｒＶ ｓ ｅ ｎｅｉ ａｔｓｉ ｃ ａ ｕａ 。 ｆ ｍｌ ｒｎｓ ｉ ｏ ｈ ｏ ｄ ｅｒ ｎ — ｓ ｃ ｔ ｎｏ ｓ ￣
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ８ Ｈ １ 文 献标 识码 ：Ａ
，
文 章 编 号 ：１０ ０８ （０ ０ Ｏ — ０ １ ０ ０ １— ７ ５ ２ １ ） １ ０ ０ ４— ３
ｂｓｄｏ ｅＵ ．ｔｎａｄ ａｅ ｎｔ ｉ ｓ ｄｒ ｈ Ｓ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂ ａ ｉｇ ｔ ｅ ｃ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｎ ｃ ｅ ｒ ｐ ｗｅ ｌｎ ｓ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｓ ｒ ｃ ： ｙ ｔｋ ｎ ｈ ｒ ｎ ｅ ｉｎ ｄ ｆ ｒｕ ｅ ｉ ｕ ｌ ａ ｏ ｒ ｐａ ｔ ｓ ａ ｘ ｍｐ ｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ＡＳ ｙ ｒｓ ＭＥ ＮＯＧ 一１—２ ０ ｔｎ ａ ｄ；ｃａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｎ ｃ ｅｒｐ ｗ ｒｐａ ｔ；ｒｓｏ ｓ ｐ ｃ ｕ ０ ４ ｓａ ｄ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉｎ ｄ ｆｒ ｕ ｅ ｉ ｕ １ａ ｏ ｅ ｌｎｓ ｅｐ ｎ ｅ ｓｅ ｔ ｍ； ｒ
．
ａ ｔ， ｅｓ ｃ ｃ ｌｕｌｔｏ ｎ ｉｓ ｉｍｉ ａｃ ａｉ ｎ
－
Ａ ＭＥ Ｎ Ｇ一１— ０ ４标 准 ，介 绍 反应 谱 方法 在 核 Ｓ Ｏ ２０
１ 概 述
核 电起 重 机 与 普 通 起 重 机 相 比 ，具 有 较 高 的
电起 重 机 的应 用 。 ’
２ 谱 分 析 的动 力 学 原 理
个 已知 的谱 联 系起 来 计 算 模 型 的 位 移 和 应力 的 分 析技术 ，主要 用 于 确 定 结 构 对 地 震 等 随机 载 荷 或 随时 间变 化 载 荷 的动 力 响应 情 况 。谱 是 谱 值 与 频
率 的关 系 曲线 ，它 反 映 了 时 间一 历 程 载 荷 的强 度
三 维结构 在 方 向水 平 地 面加 速度 ａ 作用 下
的运动 方程 为
抗震要 求 ，以确 保 设 备 在 地 震 作 用 下 保 持 安 全 可 靠 ，因此 ，抗 震 性 是 核 电起 重 机 设 计 的 主要 问 题
之一 。
谱 分 析 方 法 是 １种 将 模 态 分 析 的 结 果 与 １
，
Ａ Ｍ Ｏ １ ２０ ， ｈ ｐｐｒ ｌ ｏ ｔ ｅ ｐｌａｏ ｉ ｅ ｅｔｅｐｆｅｐｃｕ ａ ｓ ｔｓｓ ｉ Ｓ ＥＮ Ｇ一 — ０４ ｔ ａｅｅ ｂｒ ｅｏ ｔ ｐｃ ｉ ｏｆ ｔｅ ｍ ｎｒ ｂｇｓｅ ｒ ａ ｌ ｉ ａ ｉｅ ｍ￣ ｅ ａ ａ ｓ ｎ ｈ ａ ｉ ｔｎ ｆｉ ｅ ｌ ｓ ｔ ｍ ｎ ｙｓｎ ｎ— ｉ ｎ ｉ
参 与系数 ：参 与 系 数 是 一 定 功 率 上 结 构 响 应
的量 度 ，亦 即参 与 系 数代 表 每 阶模 态在 特定 方 向 上对 变形 （ 应力 ） 的贡献 。
模 态 系数 ：在 讨 论 响 应 谱 过 程 中 ，参 照 “ 有
一
当地 震 方 向 分 别 与 、 ｙ 、ｚ 夹 角 为 、 、
［ ］ Ｙ ｝ Ｃ ｛ ｛ ＋［ ］ Ｙ｝＋［ ｛ ｝ 一［ ｛ 口 Ｋ］ Ｙ ＝ Ｍ］ Ｅ｝
（） １
－
Ｊ
式 中 ｛ 是惯 性指示 向量 ，由 ０和 １的 ２元 素构 Ｅ
成 ，０表示 质量元 素对 方 向水 平地 面加 速度 口 不
产 生惯 性力 。
和频 率信 息 。谱 分析 涉及 的几个 概念 为 ：
［ ［ ］＝［ ］ ］ ］ Ｋ］ ［ ［ 然后将 ｛， 】 ｝分解
《 重 运 输 机械 》 ２ １ １ 起 ００ ｆ ）
（） ４
１ 一 ４
｛ ＝［ ］ ｑ ＝∑［ ］ ｊ Ｙ｝ ｛ ｝ ， ｑ 用 ［ ］ 乘 式 （ ）并 代 人 式 （ ） 左 ３ ４ ，式 （ ） 降 ３
｛ ＝｛ ＣＳ／ Ｅ｝ｃｓ ＋｛ ｚ ｏＴ （ ） Ｅ｝ Ｅ｝ ＯＯ＋｛ ｙｏ Ｅ｝ｃｓ ２
般 方程 为
效放 大 系数 ” 即 特 征 矢 量 的 乘 子 ，用 于 计 算 每 阶
模态 的 真 实 位 移 大 小 ，这 个 放 大 系 数 就 是 模 态 系数 。
｛ ｝ ｝ ｃ］ ｙ ｝ Ｋ］ Ｙ ＝ 一［ ］ Ｅ｝ ｛ ＋［ ｛ ＋［ ｛ ｔ ｛ ０
阶 为
［ ］ ｛” ＋［ ］ ｛ ＋［ ｛ ｝ ｑ ｝ Ｃ ｑ ｝ Ｋ］ ｑ
＝ 一
［ ］ Ｍ］ Ｅ｝， ［ ｛ ａ Ｘ ”
（） ５
图 １ 有 限 元模 型
式 中
［ ： ］ ［ ］ ］ Ｍ］ ［ Ｔ ［ ［ ］ ＝［ ］ ［ ］ ］ Ｃ Ｔ Ｃ ［
（） ３
模 态合 并 ：响应 谱 分 析 计 算 每 １阶 扩 展模 态
在结构 中 的最 大 位 移 响应 和应 力 ，因 而 可 以 得 到
系统各 阶模 态 的最大 响应 。 本文 以核 电环 行 桥 式 起 重 机 为 例 ，基 于 美 国
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对上 式振性 进行 分解 ，先求 部分 特征对
核 电 起 重 机 的 抗 震 计 算
吕 宏
大连 重工 ・ 重 集 团设计 研 究院 起
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大连
１６ １ １０ ３
要 ：以核 电环 行 起 重 机 为 例 ， 阐述 了基 于 美 国 Ａ ＭＥＮ Ｇ一１ ２ ０ Ｓ Ｏ — ０４标 准 有 限元 反应 谱 分 析方 法 在 核 电
起 重机抗震计算 中的应用 ，为类似起重机的抗震计算提供借 鉴。 关键词 ：Ａ Ｍ Ｏ Ｓ Ｅ Ｎ Ｇ一１ ２ ０ ；核 电起重机 ；反应谱 ；抗震计算 — ０４
ｃ ｃ ｔ ｎｆ ｕｈｃａ ｅ．ａｄｔ ｒｆ ｅｐｏｉｅ ａｒｆ ｅｃ ｎｉ ｅ ｍｉ ｃｌ ｌ ｉ ｒ ｉ ｉ Ｃａｅ． ｌ ａ ￣ａ 。 ｒｓｃ ｒｎｓ ｎ ｅｅ ｒ ｒＶ ｓ ｅ ｎｅｉ ａｔｓｉ ｃ ａ ｕａ 。 ｆ ｍｌ ｒｎｓ ｉ ｏ ｈ ｏ ｄ ｅｒ ｎ — ｓ ｃ ｔ ｎｏ ｓ ￣
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ８ Ｈ １ 文 献标 识码 ：Ａ
，
文 章 编 号 ：１０ ０８ （０ ０ Ｏ — ０ １ ０ ０ １— ７ ５ ２ １ ） １ ０ ０ ４— ３
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Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ＡＳ ｙ ｒｓ ＭＥ ＮＯＧ 一１—２ ０ ｔｎ ａ ｄ；ｃａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｎ ｃ ｅｒｐ ｗ ｒｐａ ｔ；ｒｓｏ ｓ ｐ ｃ ｕ ０ ４ ｓａ ｄ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉｎ ｄ ｆｒ ｕ ｅ ｉ ｕ １ａ ｏ ｅ ｌｎｓ ｅｐ ｎ ｅ ｓｅ ｔ ｍ； ｒ
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Ａ ＭＥ Ｎ Ｇ一１— ０ ４标 准 ，介 绍 反应 谱 方法 在 核 Ｓ Ｏ ２０
１ 概 述
核 电起 重 机 与 普 通 起 重 机 相 比 ，具 有 较 高 的
电起 重 机 的应 用 。 ’
２ 谱 分 析 的动 力 学 原 理
个 已知 的谱 联 系起 来 计 算 模 型 的 位 移 和 应力 的 分 析技术 ，主要 用 于 确 定 结 构 对 地 震 等 随机 载 荷 或 随时 间变 化 载 荷 的动 力 响应 情 况 。谱 是 谱 值 与 频
率 的关 系 曲线 ，它 反 映 了 时 间一 历 程 载 荷 的强 度
三 维结构 在 方 向水 平 地 面加 速度 ａ 作用 下
的运动 方程 为
抗震要 求 ，以确 保 设 备 在 地 震 作 用 下 保 持 安 全 可 靠 ，因此 ，抗 震 性 是 核 电起 重 机 设 计 的 主要 问 题
之一 。
谱 分 析 方 法 是 １种 将 模 态 分 析 的 结 果 与 １
，
Ａ Ｍ Ｏ １ ２０ ， ｈ ｐｐｒ ｌ ｏ ｔ ｅ ｐｌａｏ ｉ ｅ ｅｔｅｐｆｅｐｃｕ ａ ｓ ｔｓｓ ｉ Ｓ ＥＮ Ｇ一 — ０４ ｔ ａｅｅ ｂｒ ｅｏ ｔ ｐｃ ｉ ｏｆ ｔｅ ｍ ｎｒ ｂｇｓｅ ｒ ａ ｌ ｉ ａ ｉｅ ｍ￣ ｅ ａ ａ ｓ ｎ ｈ ａ ｉ ｔｎ ｆｉ ｅ ｌ ｓ ｔ ｍ ｎ ｙｓｎ ｎ— ｉ ｎ ｉ
参 与系数 ：参 与 系 数 是 一 定 功 率 上 结 构 响 应
的量 度 ，亦 即参 与 系 数代 表 每 阶模 态在 特定 方 向 上对 变形 （ 应力 ） 的贡献 。
模 态 系数 ：在 讨 论 响 应 谱 过 程 中 ，参 照 “ 有
一
当地 震 方 向 分 别 与 、 ｙ 、ｚ 夹 角 为 、 、
［ ］ Ｙ ｝ Ｃ ｛ ｛ ＋［ ］ Ｙ｝＋［ ｛ ｝ 一［ ｛ 口 Ｋ］ Ｙ ＝ Ｍ］ Ｅ｝
（） １
－
Ｊ
式 中 ｛ 是惯 性指示 向量 ，由 ０和 １的 ２元 素构 Ｅ
成 ，０表示 质量元 素对 方 向水 平地 面加 速度 口 不
产 生惯 性力 。
和频 率信 息 。谱 分析 涉及 的几个 概念 为 ：
［ ［ ］＝［ ］ ］ ］ Ｋ］ ［ ［ 然后将 ｛， 】 ｝分解
《 重 运 输 机械 》 ２ １ １ 起 ００ ｆ ）
（） ４
１ 一 ４
｛ ＝［ ］ ｑ ＝∑［ ］ ｊ Ｙ｝ ｛ ｝ ， ｑ 用 ［ ］ 乘 式 （ ）并 代 人 式 （ ） 左 ３ ４ ，式 （ ） 降 ３