等效静力及响应谱法在管道抗震中的应用.pdfVIP

第49卷第 4期 化 工 设 备 与 管 道 、，o1．49 NO．4 2012年 8月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Aug．2012 · 管 道 与 管 件 · 等效静力及响应谱法在管道抗震中的应用 刘敏 ，陆智勇 (1．江苏中圣高科技产业有限公司，南京 211112；2．惠生工程(中国)有限公司河南设计院分公司，郑州 450046) 摘 要：运用响应谱分析方法对管道地震的分析提供了一个新的途径。针对管道地震分析中地震谱的定 义、工况的设置以及应力合成方法等参数的设定，利用响应谱法及等效静力法分别计算了地震对管系的 作用方式及作用结果。计算结果表明：响应谱法 由于考虑了动态效应，因此结果要 比等效静力法更为全 面和准确。响应谱可以作为一种更先进的管道抗震评定方法来取代等效静力法。 关键词：地震；等效静力；响应谱；CAESARII 中图分类号：rQ055．81；TH122 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2012)04—0054—05 地震是一种常见的自然灾害，地震波从震源传 1．2 等效静力法的原理 播至地表层引起地面变形，地面变形进一步引起敷设 等效静力方法的出发点是把动力问题转化为静 管道及设备的变形。地震荷载以动态荷载的作用方式 力问题，这种方法在进行结构设计时是特别受欢迎 作用于管系与设备，对其造成很大危害，管道或设备 的。这种方法看上去似乎过于简化，但是有一定的动 可能由于变形过大而受到破坏。为了确保管道系统的 力学基础，而且实践证明这是一种比较有效的方法。 安全和稳定运行，必须进行合理的管道布置和支架设 这种方法是全世界绝大多数抗震设计规范的基础。 置 。因此应对炼油厂的管线进行抗震设计以保证地震 运用等效静力法计算地震作用时，在管道三维 时装置安全地运行。本文通过分析研究等效静力法及 模型上施加定义的水平和垂直方向地震线荷载 (如图 响应谱法的计算原理及模拟方法，得到管道系统在地 2)。线荷载值为 震情况下的变形方式。同时结合实例分析，得出两种 ×q 方法结果的区别及原因。 式中 ——水平线荷载，N／m； 1 理论介绍 口一 地震加速度，m／s； — — 单位管道质量，N／m。 1．1 地震规范 图1为GB50011--2010 《建筑抗震设计规范》中 的地震曲线。从图中可以看出曲线线形与最大加速度、 特征周期、阻尼比有关。地震响应谱是分析中的重要 输入条件，不同的地震响应谱曲线会对分析结果造成 很大的影响，因此响应谱的选取需和业主讨论后确定。 二 图2 地震荷载作用示意 图1 地震响应谱 曲线 — — 地震影响系数 ；6~max——地震影响系数最大值 ； —— 收稿 日期：2011-12．21 直线下降断的下降斜率调整系数；y——衰减指数；——特征周 作者简介：刘敏 (1979一)，男，江苏常州人，主任工程师。从事 期；——阻尼调整系数；卜 结构 自振周期 石化管道设计与管道应力分析工作。 58 化 工 设 备 与 管 道 第49卷第4期 4 结论