【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起重机结构抗震分析，具体涉及一种起重机结构抗震的计算方法、系统、计算机介质及计算机。
技术介绍
1、在核电站建设过程中必须考虑核电厂基础设施及其附属设备的抗震性能，以保证核电厂在遭遇极限安全地震震动时，压力边界完整，反应堆能安全停堆并维持状态，放射性物质释放在许可范围内。
2、起重机是核电站专用起重设备，根据《核电厂专用起重机设计准则》中规定，起重机在地震载荷作用下需要达到以下标准：
3、起重机在额定载荷加安全停堆地震(sse)引起的载荷条件下能保持负载不掉落，大车和小车能保持在各自的轨道上，不与建筑物发生剐蹭，零部件不掉落；地震后大车轨道、小车轨道和桥架不变形。
4、人类对结构抗震的理论研究经历了三个发展阶段：静力阶段、反应谱理论阶段和动力分析阶段，动力分析包括时程分析法(完全法)和频域分析法，其中时程分析法在实际数值分析时通常采用逐步分析法，包括中心差分法、分段解析法、newmark-β法等众多方法。时程分析在抗震分析过程中综合考虑地震动强度、频谱特征、强震持时等，能计算精确计算某一地震载荷下结构的线性和非线性动力响应，然而该方法缺点是计算资源消耗大、效率低。
5、目前，随着算力水平不断提高，结构抗震分析方法由经历了由静到动的发展历程，目前国内起重机抗震分析主要使用反应谱法并辅以少量时程分析结果予以验证，但由于少量地震时程分析结果统计意义不强，有学者在起重机抗震分析中引入了随机模拟法，该类方法虽精确却较为繁杂。
6、因此，目前亟需一种能够避免影响准确率
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种起重机结构抗震的计算方法及系统，其分析了单自由度系统振动衰减规律，改进了系数矩阵，给出了改进系数矩阵时域显式表达式，相比原方法，改进系数矩阵时域显式表达式有效且计算效率更高。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种起重机结构抗震的计算方法，包括：
3、步骤s1：根据起重机数据，建立起重机模型，进而对所述起重机模型进行模态分析，生成模态分析结果；
4、步骤s2：根据模态分析结果，对起重机模型施加单位脉冲载荷，生成关键节点响应值并建立系数矩阵；
5、分析单自由度系统振动衰减规律，给出改进系数矩阵时域显式表达式；
6、步骤s3：模拟人工地震时程，根据系数矩阵和改进系数矩阵时域显式表达式进行随机地震响应分析，生成起重机关键节点的地震响应分析结果。
7、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s1中，所述方法还包括：在对起重机模型包含的结构进行模态分析后，设置与模态叠加法时间步相同的最小时间步长。
8、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s2中，所述方法还包括以下步骤：
9、步骤s20：获取基于wilson-θ方法的时域显式格式，生成位移、速度与加速度式：
10、
11、其中，ui+1为结构响应特性位移，为结构响应特性速度，为结构响应特性加速度，pi、pi+1为地震激励，u为线弹性单自由度体系中的加速度、速度和位移向量，l为惯性力指向向量，其中：
12、
13、m为体系的质量矩阵，c为阻尼矩阵、k为刚度矩阵，阻尼矩阵c使用瑞利阻尼模型：θ是系数；δt是时间步长；
14、步骤s21：根据所述位移、速度与加速度式，生成位移、速度与加速度的矩阵形式：
15、
16、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s2中，所述方法还包括以下步骤：
17、步骤s22：根据位移、速度与加速度的矩阵形式，令：
18、
19、进而获得递推计算公式：
20、vi+1＝tvi+q1pi+q2pi+1 i＝(0，1，…，l-1)；
21、步骤s23：通过ti-1时刻的递推计算公式获得vi：
22、vi＝tvi-1+q1pi-1+q2pi i＝(1，2，…，l)，
23、进而在v0＝0时，生成时刻ti＝δt向应vi的表达式：
24、
25、其中，q3＝tq2+q1；
26、步骤s24：利用ai，0，ai，1，…，ai，i分别表示p0，p1，…，pi前的系数矩阵，则时刻
27、ti＝δt响应vi的表示为：
28、vi＝ai，0p0+ai，1p1+…+ai，ipi i＝(1，2，…，l)，
29、以此获得结构响应时域显式表达式和相应系数矩阵，
30、
31、。作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s24中，所述方法还包括以下步骤：
32、步骤s240：ai，0，ai，1，…，ai，i只与结构参数有关，反映结构参数对随机响应的影响，以此令：
33、
34、步骤s241：将时刻ti＝δt响应vi的表示为：
35、vi＝biri i＝(1，2，…，l)，
36、以此获得结构响应时域显式表达式。
37、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s3中，所述方法还包括以下步骤：
38、步骤s31：计算起重机模型包含的结构在单位脉冲下的响应结果，生成系数矩阵；
39、步骤s32：按积分目标占比初步计算缺省点；
40、步骤s33：形成初步的改进系数矩阵；
41、步骤s34：用s31得到的系数矩阵计算vi，用s33得到的改进系数矩阵和s32得到的缺省点计算结构响应且计算vi与的相对误差；
42、步骤s35：判断相对误差是否满足预设精度要求；
43、步骤s36：若是，则输出可重复使用的改进系数矩阵，以用于结构响应计算，若否，则将缺省点后移并重新形成改进系数矩阵，返回步骤s34。
44、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s34中，所述方法还包括以下步骤：
45、步骤s341：计算缺省点位置所在时刻之前和之后的结构响应
46、
47、其中，p为载荷；
48、步骤s342：计算vi与的相对误差：
49、
50、其中，满足相对误差之后的j确定为最终缺省点k。
51、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s2中，所述方法还包括以下步骤：
52、步骤s25：根据杜哈梅(duhamel)积分，生成地震作用下的相对位移、相对速度和绝对加速度反应谱：
53、sd(ζ，ωn)＝max|u|
54、
55、其中，ζ为阻尼，ωn为自振频率；
56、步骤s26：根据相对位移、相对速度和绝对加速度反应谱，生成计算反应谱计算结果，根据改进系数矩阵时域显示表达式，生成计算时域计算结果；
57、步骤s27：根据反应谱计算结果和时域计算结果，计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S1中，所述方法还包括：在对起重机模型包含的结构进行模态分析后，设置与模态叠加法时间步相同的最小时间步长。
3.根据权利要求1所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S2中，所述给出改进系数矩阵时域显式表达式还包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S2中，所述方法还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S24中，所述方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求4或5所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据系数矩阵和改进系数矩阵时域显式表达式进行随机地震响应分析，还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S32中，所述方法还包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的一种起重机结构抗震的计
9.根据权利要求6所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤S2中，所述方法还包括以下步骤：
10.一种起重机结构抗震的计算系统，其特征在于，实现权利要求1-9中任一项所述的一种起重机结构抗震的计算方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤s1中，所述方法还包括：在对起重机模型包含的结构进行模态分析后，设置与模态叠加法时间步相同的最小时间步长。
3.根据权利要求1所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤s2中，所述给出改进系数矩阵时域显式表达式还包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤s2中，所述方法还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种起重机结构抗震的计算方法，其特征在于，在步骤s24中，所述方法还包括以下步骤：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：常争艳，王文溢，杨明亮，王威威，臧雪坤，刘汶沅，祁海波，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。