地震载荷计算公式.doc

地震载荷
如果塔设备安装在地震烈度为七度及以上地区,设计时必须考虑地震载荷对塔设备的影响。塔设备在地震波的作用下有三个方向的运动:水平方向振动、垂直方向振动和扭转,其中以水平方向振动危害较大。为此,计算地震力时,仅考虑水平地震力对塔设备的影响,并把塔设备看成是固定在基础底面上的悬臂梁。
(1)水平地震力
对于实际应用的塔,全塔质量并不集中于顶点,而是按全塔或分段均布。计算地震载荷与计算风载荷一样,也是将全塔沿高度分成若干段,每一段质量视为集中于该段1/2处。即将塔设备化为多质点的弹性体系,见下面的多质点的弹性体系图。由于多质点体系有多种振型,按照振动理论,对于任意高度hK处的集中质量mK引起基本振型的水平地震力为
(4-47)
式中:
FK1-集中质量mK引起的基本振型水平地震力,N;
Cz-综合影响系数,对圆筒形直立设备取Cz=;
mK-距离地面hK处的集中质量(见下左图),Kg;
hK1-基本振型参与系数,按计算;
a1-对应与塔设备基本自振周期T1的地震影响系数a值。a值可查下右图,图中的曲线部分按计算,但不得小于;
amax-地震影响系数的最大值,见表4-31;
表4-31 地震影响系数a的最大值
设计烈度
7
8
9
amax



Tg-各类场地土的特征周期,见表4-32;
表4-32 场地土的特征周期
场地土
近震
远震
Ⅰ


Ⅱ


Ⅲ


Ⅳ


T1-设备基本自振周期,s。
对于等直径、等壁厚的塔设备:
不等直径或不等厚度的塔设备:
H-塔的总高,mm;
m0-塔在操作时的总质量,kg;
E-塔壁材料的弹性模量,MPa;
de-筒体有效壁厚,mm;
Di-设备内径,mm;
Ei、Ei-1-第i段、第i-1段的材料在设计温度下的弹性模量,MPa;
Ii、Ii-1-第i、第i-1段的截面惯性矩,mm4;
圆筒段、圆锥段 Dei-锥壳大端内直径,mm;Dif-锥壳小端内直径,mm;
dei-各计算截面设定的圆筒或锥壳有效壁厚,mm。
(2)垂直地震力