重慶冰激振動分析的鋼結構模型

冰激振動分析的主要內容包括有:尋求冰激振動的激振隨機冰載的時間歷程;計算冰激振動引起的鋼結構物的動力響應;分析不同冰激振動工況下的動力響應規律，從而達到進行隨機冰載作用下鋼結構物動強度設計，合理提出結構物抗冰鋼結構設計，考慮冰載荷下現在服役鋼結構物的安全可靠性評估的目的。為了按照這些內容與目的，進行冰激振動分析，首先需要建立一個合理的鋼結構模型。本節即擬圍繞如何建立冰激振動分析的鋼結構摸型問題，以重慶遼東灣JZzo海區建立起的一座JZ20一2一1采油(測冰〕平臺為例，介紹建立其鋼結構摸型的方法與步驟。

一、有限元離散化處理

為了應用有限元程序，進行鋼結構分析，首先要對鋼結構物進行有限元離散化處理，其步驟為:

(一〕分析鋼結構特點以佗2o-一2一I測冰平臺為例，它是一個由四根樁腿的導管架和甲扳上部模塊組成的鋼結構物。上部摸塊的鋼結構特點是一個偏心組合，即模塊的大部分質量集中在鋼結構的南半部，上部模塊包括有:主發電房、生活間、控制室及起重吊機區等，若將其質量分配給導管架的四根樁腿上，則四根樁腿上承擔的質量分別如表3一1所示，自表3一1可明顯看出其分布的偏心情況。由于上部模塊包括了平合的所有活動載荷，因而其質量是一個變化載荷，質量分布也不是完全固定的，這就為建立鋼結構模型過程中調整上部模塊的部分質量，創造了有利條件。

ZJ20一2一1測冰平臺的導管架是一個管柱鋼結構，每個單元的長度、外徑和壁厚均是確定的。根據這一鋼結構特點，在進行有限元離散化處理時，即可將三維直管單元做為最合理的選擇。

(二)進行簡化假設，對ZJ20一2一1平臺進行有限元離散化處理，建立鋼結構模型時，可采用下列幾條簡化假設:

1.將上部甲板用直管單元做等效的離散處理。等效的原則有以下兩點:

(1)保證上部摸塊的質量分布與實際情況相符，即仍應按照表3-1所示的分配比例;

(2)保持平臺的自振特性以及計算得出的平臺動力響應與測冰平臺實際側量結果一致。

2.導管架四腿樁腿的底部單元的長度按國際上通用的等效樁處理。等效樁的長度既與平臺鋼結構本身有關，還與地層特性有關。依據重慶的海底地層特點，對ZJ20一2一1平臺鋼結構，等效樁長度按一般規定，取為樁腿原直徑的6倍。

3.將等效為直管單元的上部模塊的管節點的集中質量看作為一種活動載荷，以便于根據需要，進行質量調整。

(三)合理調整摸型所謂合理調整就是指調整到按照鋼結構模型所計算出的冰激振動動力響應與海上側冰平臺所測得的冰激振動的輸入與輸出基本相符為止。進行鋼結構模型的調整時，主要是通過調整上部模塊的質量分布來實現。具體進行調節時，可按以下幾種方法進行:

1.增減節點和單元的數量;

2.增減單元截面面積，可通過改變等效直管的管壁厚度積直徑來實現;

3.增減節點和集中質量。必須指出，按照上述方法調整鋼結構模型時一定要堅持保證原鋼結構的實際偏心分布的準則。

希望大家看了“重慶冰激振動分析的鋼結構模型”這篇文章讓你對鋼結構模型能有深刻的了解，大家要趕快學習起來哦!重慶鋼結構公司專業從事鋼結構設計、加工制作和現場安裝，歡迎來電咨詢，我重慶奇冠鋼結構有限公司竭誠為您服務。