[发明专利]管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法

权利要求书

1.一种管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

将管线及安装于管线的设备简化为具有两个自由度的弹簧-质量系统，计算所述设备的加速度响应a₁；

将直接安装于地面的设备简化为单自由度弹簧-质量系统，得到所述的加速度响应S_a；

计算管线对所述设备的加速度响应的影响系数R_a，R_a＝a₁/S_a；

计算管线对所述设备的加速度响应的放大系数γ，γ＝max(R_a,1)，所述放大系数γ能够包络管线对设备加速度响应的放大效应；

所述加速度响应a₁的计算步骤如下：

具有两个自由度的弹簧-质量系统的水平方向的运动方程为

其中，m₁、k₁、x₁分别为设备的质量、刚度和相对于地面的位移，m₂、k₂、x₂分别为管线的质量、刚度和相对于地面的位移，x_g为地震作用下地面的位移，为x对时间的二阶导数，为x_g对时间的二阶导数；

求解公式(1)的特征方程，令得到该系统的固有频率ω_s，

令ω_s1和ω_s2为公式(2)的两个解，即设备-管线系统的两个固有频率；

则质点m₁，即设备的加速度响应为

其中，S_a1、S_a2分别为与ω_s1和ω_s2对应的加速度响应谱值。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，单自由度弹簧-质量系统中的加速度响应S_a为与设备固有频率ω₁对应的地震加速度响应谱值。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述影响系数R_a的计算步骤如下

4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，

令公式(4)中

r_a1、r_a2均为n₁、n₃的函数，表述为r_a1(n₁,n₃)、r_a2(n₁,n₃)；式(4)可改写为

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，

在n₃≤0.1的范围内，r_a110^-4，r_a2≈1，公式(7)改写为

其中，为设备-管线系统的基阶频率对应的加速度反应的谱值。

6.根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，设定所述设备的基频高于地震截止频率，S_a＝ZPA，ZPA为地震反应谱零周期加速度，公式(8)改写为

7.根据权利要求6所述的确定方法，公式γ＝max(R_a,1)可改写为下式

其中，a_peak为加速度反应谱的峰值。