牡丹江钢烟囱改造风荷载研究

本文结合牡丹江自立式钢烟囱改造项目,对该烟囱由60m增高至100m时进行了计算。发现直径为7m的自立式钢烟囱在高度接近100m时易发生横向风振,计算指标难以满足规范要求,因此改为塔架式钢烟囱方案进行改造设计。文章探讨了塔架式钢烟囱的风振问题,并分别对塔架和钢烟囱进行了详细的风荷载计算,在此基础上完成了既有钢烟囱改造设计。本文可供相关既有钢烟囱改造及新建钢烟囱工程设计参考。     

100m钢筋混凝土烟囱在风荷载作用下的受力分析

根据对100米钢筋混凝土烟囱在风荷载作用下的受力分析,得出在强风作用下烟囱将发生强烈共振的最不利范围,为烟囱的加固设计,提高烟囱截面的抗水平力提供了计算依据。     

超高耸烟囱的风速时程分析

采用谐波叠加法对高度为950m的超高耸烟囱进行了风速时程模拟,并对烟囱进行了瞬态动力学计算,得到了烟囱风振响应,最后计算了烟囱的位移风振系数,结果表明：西缪谱在350m高度范围内适用于高耸结构,烟囱的风振系数随高度增大而增大。     

高耸烟囱工程破坏案例综述

作为典型高柔结构类型之一,高耸烟囱发生破坏的工程实例屡见不鲜。本文对国内外739座烟囱破坏实例进行统计汇总,对比分析了地震作用、风荷载、温度应力等不同因素下烟囱破坏的一些规律。结果表明,钢烟囱的破坏主要是由风荷载造成,地震造成的破坏90%为砖烟囱,温度原因和施工原因造成的破坏以钢混烟囱为主。地震造成的破坏数目最多,其次是温度应力。不统计砖烟囱时,温度应力造成破坏最多,约占50%,地震作用、施工和风荷载占比相当。各因素造成破坏的平均严重程度由重到轻依次为风、地震、温度、施工。各因素造成破坏烟囱的平均高度从高到低依次为风、施工、温度、地震。随着破坏高度的增大烟囱破坏等级大致呈增大趋势。相关结论可提高人们对烟囱破坏的宏观认识,为设计、施工和研究人员提供参考。     

210m高异形烟囱横风向动力响应研究

研究了横风向风荷载对高耸异形烟囱的作用模式,采用计算流体动力学(CFD)方法对烟囱进行了非定常风场数值模拟,获得了烟囱横风向气动参数。结合某电厂210m高异形烟囱初步设计方案进行了横风向风荷载作用下的动力响应分析。     

三管钢烟囱的风荷载计算及相关设计

根据工程实例，介绍了三管烟囱风荷载的计算思路和理论，着重阐述了风荷计算模型的建立和体型系数的计算，简要陈述了验算横风向风振的几个公式，最后通过得出的风荷载验算了烟囱位移，确定了烟囱壁厚。     

钢烟囱设计中橫风向风振效应的控防

通过理论分析和计算,对自立式钢烟囱的橫风向风振问题进行探讨,研究钢烟囱橫风向风振的区域和振动规律,并提出解决烟囱晃动的方法。     

覆面鱼鳞化和气动干扰下的烟囱风荷载和风振响应

烟囱的风致效应是设计中不可忽略的控制因素之一。位于武汉市的某矩形截面烟囱(高约100 m)采用鱼鳞状覆面装饰,既可以起到装饰的效果,也可能会抑制其风荷载,此外,邻近的厂房(高约50 m)也会对烟囱产生显著的气动干扰效应。因此,以刚性模型测压风洞试验为手段,对其风荷载(体型系数)和风振响应(等效静力风荷载)进行研究。研究表明：烟囱覆面的鱼鳞状处理可以明显减小矩形烟囱的迎风面风荷载(体型系数)和横向漩涡脱落效应;临近厂房对烟囱的气动干扰效应非常明显：位于上游时使烟囱迎风面的正压变成负压,位于下游时使烟囱一侧侧风面的负压变成正压,位于一侧时使烟囱靠近的侧风面的负压值变大,甚至因受到厂房的分离流和漩涡脱落的影响使迎风面变成了负压;基于CQC-反演法的顺风向等效静力风荷载与GB 5009—2012《建筑结构荷载规范》的方法较接近,而横风向和扭转等效静力风荷载则差别较大。     

风闸的使用

哈风闸是轮窑、隧道窑的主要设备。它一经提起使烟囱(或引风机)与哈风连接起来。这样烟囱(或引风机)对窑内气体发生抽力作用。迫使窑内气体沿水平方向运动。     

腐蚀钢质烟囱极限倾斜度计算与风振分析

蜀南气矿净化厂尾气烟囱为内砌耐火砖的钢质烟囱,在长期使用过程中,已经严重腐蚀和老化,现已采取了玻璃钢加固和定时检测烟囱倾斜度,但烟囱是否可靠仍然不确定。针对加固后烟囱进行了大量的计算机模拟和有限元计算,确定了该烟囱的极限倾斜度和烟囱的固有频率。通过烟囱频率、风振频率和雷诺数三方面,研究了烟囱的振动问题,确定了烟囱与风共振区域和振动原因,提出了增强烟囱刚度和减轻烟囱振动的具体措施。     

严寒地区电站锅炉房的通风与供暖防冻设计

严寒地区一般在电站锅炉周围采用复合型保温压型钢板进行封闭,形成封闭围护结构,称为紧身封闭锅炉房;认为紧身封闭锅炉房冬季运行底层温度偏低、管道冻裂的主要原因是热压作用下的大量冷风入侵,指出在设计过程中要综合考虑锅炉房的夏季全面通风与底层冬季供暖防冻,锅炉房运转层平台的钢格栅、开口、楼梯间等造成运转层上下部空气流通部位的尺寸需要合理控制,并简要描述了冬季循环通风系统的设计与应用。     

三管集束式钢烟囱风致响应与风振系数研究

为研究三管集束式钢烟囱风致响应与风振系数,以国内某在建180m高三管集束式钢烟囱为研究对象,通过同步刚体测压风洞试验,得到了不同风向角下三管集束式钢烟囱各排烟筒表面平均与脉动风压;采用有限单元法建立排烟筒-加劲环-工字梁一体化有限元模型,对不同风向角下三管集束式钢烟囱结构体系的风致响应进行完全瞬态时域动力分析,研究以径向位移、子午向轴力、环向弯矩和von Mises应力等4种响应作为响应目标的排烟筒一维、二维和三维响应风振系数分布特性及取值标准,给出了典型风向角下三管集束式钢烟囱分层及整体风振系数的取值建议。研究表明：基于4种响应目标的风振系数沿子午向和环向具有明显的二维分布特征,层风振系数随高度逐渐增大,整体风振系数建议取值为2.12。     

广西钦州市体育场钢结构抗风设计

广西钦州体育场造型新颖,酷似海边飘带,包含东、西两看台,看台下部为钢筋混凝土框架结构,上部采用大跨度悬挑钢结构。体育场西看台屋盖南北长近300m,最宽处39m,屋盖钢结构支承在高差悬殊的混凝土结构上。本文结合风洞试验结果对体育场钢结构的风荷载和风振响应进行了分析,给出了考虑各个风向角下结构响应及风振系数的等效静风荷载,并在此基础上对结构进行了整体计算分析。结果表明,本结构属于风敏感结构,西看台钢结构悬挑部分在风荷载工况下位移比较大,因此需在前支座处构造设置设抗风拉杆。     

Heat release rate of accidental fire in a supertall building residential flat

Residential highrise building fire of height above 200 m is now a concern in the Far East. Long-term survey study on fire load density indicated that high amount of combustibles over the local upper limit of 1135 M Jm⁻² used to be stored in residential flats. Wind-induced air-flow rates through openings at upper levels of those tall buildings can be very high. Stack effect in areas with large indoor and outdoor temperature differences (such as 14 °C indoor and − 30 °C outdoor at Harbin, Heilongjiang, China) will also give high ventilation rate through leakage areas. Adequate oxygen is then supplied to burn up all stored combustibles to give a big fire. In applying performance-based design to determine the fire safety provisions, heat release rate of the design fire is the first parameter to decide. In this paper, stack effect and wind action on possible increase in the heat release rate for fires in supertall residential buildings will be explored. Air intake rates through openings to rooms at high levels due to stack effect and wind action are estimated by simple empirical formula. The maximum heat release rates for well-developed room fires in these tall buildings under different stack and wind conditions are determined by varying two parameters. Air flow rate through openings in an 800 m tall building induced by wind gust can be over 20 times the value at ground level. Consequently, heat release rate can be much higher, confirming experimental studies on building fires under wind action.     

风浪联合作用下的钢格构式基础海上浮式风机耦合动力响应分析

结合半潜式和单立柱式海上风机浮式基础的特点,提出了一种用于海上风机的新型钢格构式基础.首先,根据美国可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)提供的5 MW海上风机样机对提出的新型浮式基础进行了结构设计.然后,采用水动力-空气动力-控制系统-系泊系统耦合方法对...     

钢框架风荷载作用下侧移限值研究综述

随着钢框架结构在我国的广泛应用,钢框架在风荷载作用下的侧移限值问题也越来越突出。我国目前有关钢框架在风荷载作用下侧移限值的研究较少,规范中针对侧移的有关条文也比较简略。针对该现状,首先回顾我国现行钢结构规范中钢框架侧移限值规定及由来,其次介绍其他一些国家和地区钢结构规范中有关钢框架侧移限值的条文内容,并着重对国内外有关框架侧移限值的研究成果进行了总结,探讨目前钢框架侧移限值研究中存在的一些问题。研究表明,风荷载计算方法、风荷载重现期、非结构构件的侧移损坏限值、结构分析方法及计算模型均对钢框架在风荷载作用下的侧移计算及验算有较大影响。     

风荷载作用下建筑钢结构人体舒适度限值探讨

在钢结构设计中,由于振动而引起的人体舒适度问题不可忽视。国内对钢结构适用性验算主要侧重于验算结构在风荷载作用下的水平侧移是否满足建筑设计标准限值的要求,对结构的人体舒适度问题关注较少。GB 50017—2003《钢结构设计规范》中对钢结构在风荷载作用下的人体舒适度限值也缺乏相关规定。针对此现状,首先对国内外有关人体舒适度的研究成果进行总结,介绍影响人体舒适度的因素,回顾和比较各国和各地区钢结构设计规范中有关人体舒适度的条文内容,探讨目前建筑钢结构人体舒适度限值研究中存在的一些问题,最后给出建筑钢结构在风荷载作用下建议采用的舒适度限值,为《钢结构设计规范》修订和工程应用提供参考。     

预应力抗风钢支撑在大跨钢结构中的应用及计算分析

新近投入使用的上海新国际博览中心的展览大厅为大跨全钢结构。结构体系中设置的预应力抗风支撑由长细比较大的预应力钢拉杆组成 ,为整个结构提供抗侧刚度。以抗风支撑为研究对象 ,对预应力拉杆的几何非线性问题进行了探讨。在此基础上 ,还对竖向以及纵向等效水平风荷载作用下的展厅整体结构进行了计算分析 ,所得结论可为今后的类似工程提供参考。     

新型雨篷非线性风振响应分析

本文介绍一种新型雨篷,是由斜拉钢管混凝土空间桁架和大跨彩板拱形结构组成的联合结构。基于这种结构的非线性特征,并且考虑风与结构的耦合作用,应用随机风荷载模拟方法,研究新型雨篷结构在随机风荷载作用下时域内非线性风振响应。     

Distribution of wind- and temperature-induced pressure differences across the walls of a twenty-storey compartmentalised building

An experimental investigation has been made of the distribution of pressure differences across the walls of a 20-storey student residence building at the University of Ottawa. The wind velocity at the test building as well as the temperature distributions both inside and outside the building were measured simultaneously.

While pressure differences are caused by all three of the factors investigated, namely the temperature gradient (stack effect), the wind and the mechanical ventilation system installed in the building, the first two effects are predominant for this particular building during the winter season.

The stack effect is found to be linearly proportional to the difference of the reciprocal outside and inside (absolute) temperatures, and varies almost linearly with height. The neutral pressure level occurs at a height of 40 m, or 70% of the height of the building.

The wind-induced pressure difference under relatively strong wind shows a good conformity with previous knowledge for typical bluff sections such as a rectangular prism.