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自升式海洋平台地震响应研究

自升式海洋平台地震响应研究

张勇

【摘要】自升式海洋平台作为海上石油勘探和生产的重要装备,其地震响应和抗震设计长期以来备受学者关注。在对反应谱的基本理论介绍的基础上,探讨了其在工程中的实际应用,为自升式海洋平台的抗震设计提供了参考。

【期刊名称】装备制造技术

【年(卷),期】2017(000)008

【总页数】3

【关键词】自升式平台;地震响应;反应谱

1 反应谱法的理论基础

反应谱[1]是指单质点体系地震最大反应与结构自振频率(或自振周期)之间的关系。反应谱又有地震反应谱与设计反应谱的概念区别[2]。

固定在地面上的单质点粘滞阻尼系的运动方程为[3]:

其中,c,k分别为粘滞阻尼系数和弹性恢复力系数;y¨(t)为地震动加速度;-my¨(t)为地震动的惯性力,是作用在质点上随时刻变化的力。

作用在质点上的惯性力等于其质量和绝对加速度的乘积,即

求得作用在质点上的地震载荷后,就可把这一载荷作为静载荷加在结构上,通过结构分析就可得到单质点体系的地震响应。

与式(1)类似,多质点体系在地震作用下的振动方程为[4]:

其中,[M]、[C]、[K]分别为质量矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵。

采用瑞利阻尼,阻尼矩阵可表示为质量矩阵和刚度矩阵的线性组合[5],即

其中,a0、a1均为常数。此时阻尼矩阵满足振型正交性条件,方程组(3)可

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