[发明专利]码头门机移动荷载及多层框架式码头最危险组合荷载计算方法及系统

权利要求书

1.多层框架式码头最危险组合荷载计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

建立多层框架式码头结构段的有限元模型；所述有限元模型包括码头构件单元；

计算有限元模型中构件分别在不同荷载工况单独作用下各单元各截面处的内力值；

将构件的内力值构成矩阵得到构件总内力值矩阵；

将总内力值矩阵中的数据按各荷载模式进行分类，分别储存至各荷载模式矩阵中；

将荷载模式矩阵中的荷载工况子向量按照荷载组合原则，可划分为两类荷载组合方案：第一荷载组合方案LCC1，第二荷载组合方案LCC2；

所述荷载模式包括结构自重荷载DL、堆货荷载CL、门机系缆力PCMF和船舶荷载SL；所述门机系缆力PCMF包括门机荷载PCL和系缆力MF；所述船舶荷载SL包括系缆力MF和撞击力IF；

所述第一荷载组合方案LCC1包括结构自重荷载DL、堆货荷载CL和门机系缆力PCMF；

所述第二荷载组合方案LCC2包括结构自重荷载DL、堆货荷载CL和船舶荷载SL；

按照第一荷载组合方案LCC1搜寻结构各构件的最危险内力组合值；所述最危险内力组合值包括第一荷载组合方案中各构件内力组合值的最大正值和第一荷载组合方案中各构件内力组合值的最小负值；并记录下该最危险内力组合值所对应的组合荷载以及构件的最危险单元编号；

按照第二荷载组合方案LCC2搜寻结构各构件的最危险内力组合值；所述最危险内力组合值包括第二荷载组合方案中各构件内力组合值的最大正值和第二荷载组合方案中各构件内力组合值的最小负值；并记录下该最危险内力组合值所对应的组合荷载以及构件的最危险单元编号；

比较第一荷载组合方案LCC1最大正值和第二荷载组合方案LCC2最大正值，获得构件内力最大正值并记录下对应的组合荷载以及构件的最危险单元编号；

比较第一荷载组合方案LCC1最小负值和第二荷载组合方案LCC2最小负值，获得构件内力最小负值并记录下对应的组合荷载以及构件的最危险单元编号；

将上述构件内力最大正值与构件内力最小负值的绝对值进行对比计算，得到多层框架式码头模型中各构件最终的最危险内力组合值及其对应的最危险组合荷载；

输出码头构件的最危险内力组合值、最危险组合荷载以及构件的最危险单元编号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有限元模型包括码头门机移动荷载单元；所述码头门机移动荷载单元中的码头门机移动荷载按照以下步骤进行计算：

确定门机移动的轨道；

确定门机参数；

确定门机上吊臂在门机移动过程中的转动角度范围；

根据确定的门机移动轨道、门机参数和门机吊臂转动角度，将门机竖向荷载按移动荷载的方式施加到码头结构的有限元模型上；

计算得到有限元模型中各构件以移动荷载方式单独作用下的内力值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述门机参数包括门机支腿中轮子数量、轮轴荷载、轮距和支腿间距。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述码头构件的荷载组合按照以下方式建立：

[LCC]_b×t＝[{1cc}₁ {1cc}₂ L {1cc}_t]；

式中：

[LCC]_b×t表示按照荷载组合原则将各荷载工况子向量分别相互叠加后得到的构件荷载组合矩阵；

t为荷载组合矩阵的列数，

b为荷载组合矩阵的行数，表示构件中所包含的有限单元截面总数；

k表示第k种荷载模式；

n表示荷载模式的种类，即：共有n类荷载模式；

m_k表示第k种荷载模式中的荷载工况种类，即代表：第k种荷载模式中的第m_k种荷载工况；

{lcc}_t表示荷载组合矩阵中的第t个子向量，该子向量为由各荷载工况子向量中的数值相互叠加得到的结果。