大型塔器的地震时程响应分析.pdf

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1、大型塔器的地震时程响应分析陈志伟，杨国义。尹立军(1．北京化工大学机电工程学院，北京100029；2．中国特种设备检测研究院，北京100013)摘要：针对塔式容器在地震载荷下的强度问题，首先通过数值方法对塔式容器模型简化、地震载荷下的时程响应分析，然后考虑内压和风载荷共同作用对塔器进行强度校核，通过实例分析给出了地震载荷下塔式容器强度计算和校核的时程响应分析方法。此时程响应分析方法是地震载荷作用下塔式容器强度计算的通用方法，是我国塔式容器标准中反应谱方法之外的又一方法。关键词：塔式容器；地震载荷；时程分析中图分类号：TH49；034

2、7．3文献标识码：A文章编号：1001-4837【2012)O3—0032-05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2012．03．006SeismicTime——historyResponseAnalysisofVerticalVesselsCHENZhi—wei，YANGGuo—yi，YILi—jun(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China；

3、2．ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Beijing100013，China)Abstract：Theseismictime—historyresponseanalysisofverticalvesselswascarriedoutinordtosolvetheproplemofitsstrengthunderseismicload．First，thenumericalmodelofverticalvesselwasbuiltandthedynamicrespon

4、seanalysiswascarriedoutbyFEA；thenconsideringthecombinedactionofinternalpressureandwindloadatthesametimewithseismicload，strengthwaschecked．Thecheckmethodofverticalvesselunderseismicloadswasgivenbyanexample．Thistime—historyanalysismethodisagen—eralmethodforcalculatingthe

5、strengthofverticalvesselunderearthquake，andcanalsobeusedtootherverticalvesselsunderseismicload．Thetime—historyanalysismethodisanothermethodexceptresponsespectrummethodinChinaverticalvesselstandard．Keywords：verticalvessel；earthquake；time—historyresponse变化的动力载荷。因此，设备除需静力

6、计算外还0引言需进行动力计算，即考虑地震载荷、风载荷等随时间变化的外载影响。塔器作为一种大型、露天放置的直立设备，受某工程中的塔器高度约130m，我国没有如到许多机械载荷的作用，如自重、内压、介质重量、此高度塔器的成功设计使用经验。JB／T47lO一风载荷、地震载荷等，这些载荷的共同作用造成了2005(钢制塔式容器》虽没有规定塔高的设计设备的强度和稳定问题。自重、内压和介质重量上限，但在石化行业实际设计中从没有超过该高属于静力载荷，地震载荷和风载荷等属于随时间度的计算案例，特别是有关设备地震影响的计算。第30卷第3期压力容器总第24

7、4期底部节点各自由度全约束。质量阻尼Ot=0．05，1塔器的简化模型刚度阻尼=9．85×10～。塔器是直立设备，犹如固定在基础上的悬臂梁，当地震发生时存在水平加速度和垂直加速度，地震的水平加速度给塔施加水平载荷，使塔设备产生很大的弯矩，并引起振动。结构由地震引起的振动称为结构的地震响应，包括地震作用在结构中引起的内应力、变形、位移，可以采用结构瞬态动力学分析得到。瞬态动力学分析，也称时间历程分析，可以用来分析结构承受任意的随时间变化载荷作用时的动力响应。塔体在地震作用下图1等效简化后的模态计算有限元模型产生的地震应力与塔体质量有很大

8、关系，在操作状态下塔体质量最大，地震引起的应力值也最大，施加的地震载荷，即加速度，来源于地震记录因此地震作用下的塔器分析都按照操作状态进数据，时程计算过程中对整个塔体施加随时间变行。该塔器基本设计参数见表1。化的水平地震加速度和竖直地