核电项目人桥吊车抗震计算书版

概 参考文 有限单元法分 人桥吊车结构与功能简 工况分 材 许用应 海南昌江人桥吊反应 质 模型描 非结构单 小车简 悬挂走台简 桥架大车边界条 小车边界条 计算方 计算结 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 静载试验状 焊缝应力评 吊挂装置与立柱连接计 缓冲器计 吊挂装置外框架与走台梁连接螺栓计 变形计 应力评 小车位于大车桥架跨端极限位 小车位于大车桥架主梁1/4位 小车位于大车桥架主梁跨中位 结 附录A小车位于跨端极限位置时人桥吊车前10阶振 附录B小车位于跨端极限位置时人桥吊车静态分析结 附录C小车位于跨端极限位置时人桥吊OBE分析结 附录D小车位于跨端极限位置时人桥吊SSE分析结 附录E小车位于主梁1/4位置人桥吊车前10阶振 附录F小车位于主梁1/4位置时人桥吊车静态分析结 附录G小车位于主梁1/4位置人桥吊OBE分析结 附录H小车位于主梁1/4位置时人桥吊SSE分析结 附录I小车位于跨中人桥吊车前10阶振 附录J小车位于跨中时人桥吊车静态分析结 附录K小车位于跨中时人桥吊OBE分析结 附录L小车位于跨中时人桥吊SSE分析结 概ANSYS在静载荷下的静态分析结果，以及模态分析和基于此的载荷下的谱分析结参考文［1］0738XKX-［3］《抗震分析规格书 PE.J101.4-［4］［5］GB/T3811-有限单元法分方，厂房28.710m标高的轨道上。Z）立柱为悬挂2、立柱2。依据起重机厂提供的人桥吊车图纸，获运行基准（OBE）工自重+额定起升载荷+OBE自重+额定起升载荷+SSE小车带载位于跨中，吊钩处于上部位置，标高结构模型采用3D梁单元，非结构部件采用质量单元，如电机和，采用附加质量模拟。坐标系：X=水平横向，Y=水平纵向，Z=垂直方向材所使用的材料为Q345-C和Q235,材料特性分别取自GB/T1591-2008GB/T700-19883-13-1Q345-杨氏模量Q345- 海南昌江人桥吊反应人桥吊车安装在厂房标高为28.710m的轨道上，分析时取30.000m标高的楼层设计反应谱作为输入载荷。海南昌江人桥吊OBE，SSE作用下反应谱取自文件《0738XKX-JGSJ01厂房及柴油机房楼层反应谱》。在OBE(运行基准)作用下其水平X，Y向和Z方向垂直楼层加速度反应谱分别见表3-3、表3-4和表3-5，对应图线见图3-3、图3-4和图3-5，在SSE(安全停堆作用下其水平X，Y向和Z方向垂直楼层加速度反应谱分别见表3-6、表3-70738XKX-JGSJ01要求安全停堆(SSE)加速度响应A为SL-2谱值×1.5，运行基准(OBE)加速度响应A为SL-1谱值×0.75，因此，计算书所采用载荷谱偏保表3-7作为抗震计算的X方向楼层载荷谱，将表3-3、3-6Y方向楼层载荷谱，表3-5、3-8作为抗震计算的Z方向楼层载荷谱。频率加速度表3-4SL- 频率加速度标高：30.000m加速度频率加速度频率加速度标高：30.000m加速度质截面质量大车车主梁（一量见图纸（梁管有限元模型如图3-9所示11ZYX非结构单量单元（见3.6节。113-10悬挂个缓冲器的刚度K按下面的公式计算:实际刚度HQ-A-9K=103000/0.12=858333N/m在纵向（Y轴 的振动频率为 =0.23Hz其中L=7475mm，L1=4750mm。为模使振动频率为0.23Hz。图3-12，图3-13是缓冲器的单元模型。 情况2：主动轮约束UyUz位移;小车11ZX计算方计算。利用BlockLanczos方法进行模态分析，得到结构的前67阶固有频率和振阶模态反应值进行组合。将x,y,z方向的响应及正常运行情况下的静态响应+27.265m（简称小车位于跨端极限位置（简称小车位于跨中位置11M0M0M0M0M0XM0M0000M0K000MM00MM011M0M0M0K0M0M0M0M0ZXM000M011M0M0 M0M000计算结结构固有频率和振第6734.77HZ，已经涵盖反应谱的柔性段频率；同时，结构的型分析见表4-1，前10阶振型图见附录A-1~A-10。4-1小车靠近左端梁的模态描述频率123456789位移响人桥吊车桥架以及悬挂走台在各种载荷下的变形分别见表4-2，4-3。桥架在纵向（OX）变形横向（OY）变形垂向（OZ）变形1架2111走台靠近立1应力响人桥吊车桥架和小车架及悬挂走台在各种载荷下的应力(vonMises应见表4-4。人桥吊车结构在SSE作用下的应力响应与OBE作用下的结桥架主梁应力桥架端梁应力主梁2与端梁2主梁2与端梁1小车架应力悬挂走台应力最大值大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压大车水平轮轮压小车水平轮轮压0000于1g1g大车防翻钩处加速度大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度1/4结构固有频率和振6767阶固有频率为35.047HZ，已经涵 反应谱的柔性段频率；同时，结构的频率及振型分析见表4-8，10阶振型图见附录E。4-8小车位于主梁1/4123456789位移响人桥吊车桥架以及悬挂走台在各种载荷下的变形分别见表4-9，4-10。桥架在SSE作用下的结构变形与OBE作用下的结果类似，纵向和横向只是幅载荷1主梁3靠近小2中间主梁2和立柱11靠近立柱2立柱11走台靠近应力响人桥吊车桥架和小车架悬挂走台在各种载荷下的应力(vonMises应力)响应见表4-11。其结构的应力云图(vonMisesF、G、H。人桥吊车结桥架主梁应力桥架端梁应力主梁2与端梁1主梁2与端梁1小车架应力悬挂走台应力小车主梁1小车主梁1大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压表4-13，水平轮的相对位置和标号参照图3-1。需要，由于计算模型中未考大车车轮轮压小车车轮轮压0000而当加速度响应大于1g大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度大车防翻钩作用力小车防翻钩作用力000000000000结构固有频率和振6767阶固有频率为35.119HZ，已经涵盖反应谱的柔性段频率；同时，结构的主YY0.998671，因此，固有频率高于35.119HZ20阶固有频率及振型分析见表4-1610阶振型图见附录I。频率123456789位移响4-17，4-18。桥架13221立柱11靠近立柱立柱11应力响人桥吊车桥架和小车架及悬挂走台在各种载荷下的应力(VonMises应力)响4-19。其结构的应力云图(vonMises（J、K、L）。人桥吊车结构在SSE作用下的应力响应与OBE作用下的结果类似，只是幅值桥架主梁应力桥架端梁应力最大值主梁2与端梁1主梁2与端梁1小车架应力悬挂走台应力大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压大车水平轮压小车水平轮压0000当小车位于跨中位置时，各种载荷下相应的防翻钩加速度响应见表4-22，防翻钩的相对位置和标号参照简图3-1。当加速度响应小于1g时，不会出现跳大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度大车防翻钩作用力小车防翻钩作用力000000000000按照《起重机设计规范》GB/T3811-2008，安全系数为1.22，则许用应力为表4-24桥架应力(vonMises桥架主梁应力桥架端梁应力最大值焊缝应力5-1应力限值主端梁焊缝等效应力SSE吊挂装置与立柱连接计大剪应力τ=98.86MPa,许用剪应力为0.4 =0.4355=142MPa,满足要求。缓冲器计7-1DHMH缓冲容量缓冲力吊挂装置外框架与走台梁连接螺栓计吊挂装置外框架与走台梁由8组螺栓连接，每组4个M24螺栓。M24螺栓的有效面积S=353,材料等级8.8，强度极限=800MPa。保守采用A级准则使用限值。在事故载荷作用下最大载荷和螺栓应力评定结果如表8-1：8-1Mz8-2事故工况应力结果A级准则应力许用值=0.51变形计9-1垂直位移允许值应力小车位于大车桥架跨端极限位作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-1。1/4载荷作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-2。小车位于大车桥架主梁跨中位载荷作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-3。结利用有限元软件ANSYS建立了人桥吊车的三维有限元模型，对其进结构在各种载荷下的变形和vonMises附录A小车位于跨端极限位置时人桥吊10阶振A-556.086Hz附录B小车位于跨端极限位置时人桥吊车静态分析结11ELEMENT DMX=6.246SMN=18190SMX=.252E+08ZX 11ELEMENT DMX=.924326SMN=22.6SMX=.202E+08ZYX 11ELEMENT DMX=3.399SMN=.963E-07SMX.963E- ELEMENTELEMENT DMX=6.22SMN=.100E-05SMX.100E- 11NODALSOLUT DMX=6.SMN=-2SMX------ - - - 11NODAL DMXSMN=-SMXZYX------ - - - COBE11ELEMENT DMX=7.257SMN=27310SMX=.273E+08ZX 11ELEMENT DMX=2.466SMN=373.67SMX=.295E+08ZYX 11ELEMENT DMX=7.429SMN=540.488SMX=.127E+08 11ELEMENTYXDMXSMN=346.883SMX=.807E+08 11NODAL DMXSMNSMXZX 11NODAL DMX=7.429SMN=-SMXZ------ - - - 11NODAL ZDMXSMNSMXYXX NODALNODAL DMX=25.78SMN=-SMX----- - - DSSE11ELEMENT DMX=11.699SMN=5402SMX=.495E+08ZX 11ELEMENT DMX=13.553SMN=22.909SMX=.161E+08 11ELEMENT DMX=53.058SMN=605.552SMX=.120E+09ZXY 11NODAL DMXSMNSMXZX 11NODAL ZDMXSMNSMXXYX NODALNODAL DMXSMN=-SMX--- - 附录E小车位于主梁1/4位置人桥吊车前10F小车位于主1/4置时人桥吊车静态分析11ELEMENT DMX=7.369SMN=22.6SMX=.284E+08Y 11ELEMENT DMX=1.054SMN=22.6SMX=.189E+08ZYX 11ELEMENT DMX=6.65SMN=.611E-06SMX.611E- ELEMENTELEMENT DMX=7.043SMN=.106E-05SMX=.106E-E 11NODAL DMX=7.369SMN=-SMXZY--- - 11NODAL DMX=7.369SMN=-SMXZX-- 11NODAL DMXSMN=-SMXZY------ - - - 11NODAL DMXSMN=SMX=-ZY 附录G小车位于主梁1/4位置人桥吊OBE11NODAL DMX=8.21027SMN=52263.7SMXX 11NODAL DMX=2.67637SMN=216.58ZXY 11NODAL DMX=7.19514SMN=282.319SMX 11NODAL DMX=24.6022SMN=358.308SMX57 11NODAL Y 11NODAL DMXSMN=-Z------ - - - 附录H小车位于主梁1/4位置时人桥吊SSE分析11 DMX=12.3984SMN=20343.5ZXY 11 DMX=4.76846SMN=580.997SMXZY 11NODAL DMX=9.32191SMN=33.7148SMXZYX NODALNODAL XSMX 11NODAL DMXSMN=-ZYX-- 11NODAL YZX 11NODAL DMXSMNSMXY 11NODAL SMN=-SMXZX X 附录I小车位于跨中人桥吊车前10附录J小车位于跨中时人桥吊车静态分析结11ELEMENT DMX=8.241SMN=20866SMX=.311E+08MXY 11ELEMENT DMX=1.091SMN=22.6SMX=.177E+08ZXY 11ELEMENT DMX=8.119SMN=.396E