sap2000在动力机器基础设计中的应用

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1、万方数据$erialNo．486October．2009现代矿业MORDENMINIr、IG总第486期2009年lO月第10期SAP2000在动力机器基础设计中的应用张加胜周红旗(马鞍山市房地产管理局)摘要：分别采用SAP2000程序和空间构架式动力机器基础动力分析程序(DAFEF)，在相同的荷栽-ciX．T计算已建成使用的某钢厂气动鼓风机站的风机基础，比较两者的分析结果，根据现场的实际运行状况来考核SAP2000程序，以便在动力基础设计时更好地利用SAP2000程序。关键词：SAP2000；动力基础；应用中图分类号：TU435文献标识

2、码：B文章编号：1674-6082(2009)10-0134-03动力机器基础的设计是结构专业的重要工作之一。电力和冶金企业的旋转机器如发电机组、鼓风机功率都在不断地增大，对此类机器基础要求也越来越高，因此对此类基础的力学分析也越来越精细。用于结构动力计算的程序较多，如GTSTRUDL、STEADPRO、SAP2000、ANSYS、PATRN／NASTRN等，这些程序的分析结果都会存在一定的差异，需要通过实践不断验证。由于SAP2000在工程设计中应用较为广泛，笔者就SAP2000进行探讨。大功率机器基础的动力分析，由习二构件的增多导致质

3、点数的增加，原武汉钢铁设计研究院编制的空间构架式动力机器基础动力分析程序(DAFEF)，采用多自由度质点框架体系计算方法进行动力分析，是传统的计算简化方法，但计算模型简化处理往往使设计者难以把握，需要工程经验的不断积累，并且节点的数量有限制(≤48)。SAP2000结构计算程序为设计者提供了新的有力手段，建模时可以完全按实体建模，非常直观，荷载工况能很好地模拟实际情况，分析结果更加客观，程序界面友好，操作方便；SAP2000程序不仅能计算某一个机器频率下的结构动力反应，而且能计算某一个频率范围中每个不同频率作用下的结构动力反应，这样就可以

4、了解机器从启动到停机整个运行过程中结构动力反应情况。lSAP2000计算法1．1模型建立以建成使用的某钢厂气动鼓风机站的风机基础为计算实例(该基础在使用过程中状况良好)，基础张加胜(1953一)，安徽当涂人，工程师，243011安徽省马鞍山市。134顶板标高7．500m，长10．163m，宽5．4m，板厚1．45m，柱3列，每列两根，纵向柱距分别为4．7m和3．863m，横向柱距4．6m，柱截面0．8mxO．8m，混凝土C25。机组设计参数见表l、表2表I机组性能表耄嚣：3。：12：9F毒-I-30129掌<5Q63013轮Q5一一．‘。

5、’⋯’<机一。⋯‘09—30—50z为机组中心线方向，Y为垂直机组中心线方向，：垂直向上。荷载作用点布置图见图1。建立模型时，基础顶板采用板单元，柱采用框架单元，柱脚采用嵌固端，建成模型见图2。1．2荷载工况荷载考虑基础自重、机组设备重、茗方向、Y方向和z方向扰力，机器频率78一115Hz，机组设备重量在动力计算时作为附加质量。<稻；划幻=±lIn，‘+一十一+一+一+一53一a￡

6、∞Ⅸ；。岱凹@@∞主风机万方数据张加胜周红旗：SAP2000在动力机器基础设计中的应用2009年10月第10期—f-：、02～：’r。’，。翌昌～●-一rC3

7、、C5，、cLq3{三—二，、，、叶一，C9—d、0J，●-一L口7Ⅵ向广1：

8、机组中心线X向．L嫡8，／4119520U哕1，岫,q9岫

9、f2655，7姑h1c致，、。}c卵℃10VC4、rc6、越。一104：⋯如5可r—y、y、一—，I40CL5100。4263臣00’10l63图1鼓风机基础顶板荷载作用点平面布置图向最大振幅0．0113mm，最大振动速度5．48mm／s，见表4。图2鼓风机基础模型图1．3模态分析模态分析用于确定结构的模态，计算出结构自由振动的振型和周期(频率)，这些自振振型对了解结构内在特性很有帮助。前12个主振型

10、的自振频率和周期见表3。表3前12个主振型的自振频率和周期旦塑!!Q：!箜!!：丝!!Q：12墅Q：Q丝!Q：塑Q!!：!丝旦塑!!旦：丝i!旦：竺：!!竺：!!!!旦：旦!!!旦：旦!皇!!：!!竺1．4动力计算的稳态分析结构在简谐荷载作用下，其振动由两部分组成：一是按荷载频率(机器频率)的振动，即稳态强迫振动；二是按自振频率的振动，即伴生的自由振动，伴生的自由振动由于存在阻尼，在短时间内即行消失。通过对结构振动的稳态分析，计算出振动速度和振动线位移，按《动力机器基础设计规范》来判断结构设计是否合理。1．5计算结果SAP2000采用的是

11、有限元分析，每个单元节点都有其相对应的位移、速度和应力，文中不详细列出．只抽取与DAFEF简化模型中质量集中点相同位置彳向振幅、速度以及整个模型的最大值，结果是：z表4SAP2000计算结果表