门式起重机随机地震响应分析

摘要

我国是地震多发国家，近十年来发生多次7级及以上地震，这些地震不仅破坏了社会经济的发展，同时威胁着人民的生命安全。门式起重机是一种常见的物料搬运设备，被广泛的运用于码头、建筑工地和造船厂等地。随着起重机结构也越来越大和复杂，结构自身动力学特性在地震分析中的影响也越来越明显，然而现行规范中门式起重机的地震分析仍然停留在静力学分析，不能保证与实际结果相吻合。因此，为避免相关事故的发生，对门式起重进行详尽的地震分析具有十分重要的意义。本文借用有限元软件ANSYS对门式起重机的地震动力学特性进行分析，主要研究内容如下:
　　1.门式起重机模型建立及静力学分析。通过门式起重机结构进行简化，在ANSYS中创建该起重机有限元模型，根据规范要求完成对门式起重机进行了刚度工况、强度工况和地震工况的分析。
　　2.介绍反应谱理论、随机振动分析理论、随机地震动模型空间效应模型。通过反应谱理论，设计地震反应谱曲线。基于随机振动理论，得到结构在随机地震激励下的数学描述形式及地震响应动力学方程。
　　3.门式起重机模态分析。通过编写APDL命令流，得到门式起重机前10阶自振频率、振型及其各方向上的模态参与系数。
　　4.门式起重机的反应谱和随机地震分析。利用设计反应谱曲线和随机振动理论分别对结构进行一致激励下的反应谱和随机地震分析。选取空间效应模型及相关参数，分别就行波效应、相干效应和局部场地效应对门式起重机进行地震响应分析，并以一直激励下的地震响应结果为参照进行了对比分析。
　　5.门式起重机地震影响因素研究，分别在不同的场地类型、地震波输入角度和工况下，对结构应力和各向位移的变化进行分析，研究不同因素对门式起重机地震响应的影响程度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的必要性

1．4 课题研究的主要内容

第2章 反应谱和随机振动理论

2．1 反应谱理论

2．1．1 单自由度体系的反应谱分析

2．1．2 设计反应谱

2．1．3 多维地震的空间组合

2．2 随机地震理论

2．2．1 多点激励的地震分析方法

2．2．2 地震动空间效应描述

2．2．3 平稳随机过程的响应分析

2．2．4 随机地震动模型

2．2．5 行波因子

2．2．6 相干函数模型

2．2．7 局部场地效应

2．3 小结

第3章 门式起重机结构分析

3．1 门式起重机参数介绍

3．2 门式起重机模型处理

3．2．1 模型简化

3．2．2 材料选择选择

3．2．3 单位制选择

3．2．4 边界约束

3．3 门式起重机静力学分析

3．3．1 载荷和工况

3．3．2 结构分析

3．3．3 结果讨论

3．4 门式起重机模态分析

3．4．1 模态分析理论

3．4．2 模态提取

3．4．3 结果讨论

3．5 小结

第4章 门式起重机多点多维地震响应分析

4．1 模型和参数的确定

4．2 分析步骤

4．3 一致激励下门式起重机地震响应分析

4．4 非一致激励下门式起重机地震响应分析

4．4．1 相干效应

4．4．2 行波效应

4．4．3 局部场地效应

4．5 门式起重机地震响应对比分析

4．6 小结

第5章 门式起重机地震响应影响因素分析

5．1 场地类型的影响

5．1．1 场地类型的参数确定

5．1．2 场地条件地震响应结果

5．2 地震波入射角度的影响

5．3 不同工况的影响

5．4 小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文