一体化通信基站风振响应及风振计算研究

一体化通信基站由于高、柔特性,其控制设计荷载为风荷载,结构体系外形变化较大,采用规范风振系数方式近似考虑风振影响存在一定的偏差。本文通过采用Davenport风谱,考虑不同高度处脉动风空间相关性,采用谐波合成法对风荷载进行模拟。对一典型一体化通信基站进行时程分析,采用惯性力法(IWL)得到该结构体系各高度处的风振系数,并将风振响应分析值与基于荷载规范的两种近似法进行了比较分析,验证了顶部悬臂法的可靠性。     

高层隔震建筑风振响应研究

本文对比分析了高层隔震建筑和高层非隔震建筑的风振响应,并重点分析了高层隔震风振响应特点。首先,根据铅芯橡胶隔震支座和上部结构的力学特点,分别建立了高层隔震和高层非隔震的空间有限元模型;其次,基于引入时间抽取快速离散傅立叶变换的谐波叠加法,使用Matlab编程语言模拟出高层建筑空间相关脉动风速,把所模拟出的风荷载施加到隔震与非隔震三维空间有限元模型的相应节点上,对比分析隔震和非隔震建筑风荷载响应特点,并建议了高层隔震建筑抵抗风荷载应采取的措施。     

±800kV特高压T型长横担输电塔风振特性研究

±800kV特高压直流塔是T型长横担输电塔型,属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一±800kV直流塔为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合动力时程积分法,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与我国规范进行了对比。通过研究,揭示了直流塔的风致振动特性,结果可作为直流塔结构抗风设计的参考。     

考虑塔-线耦合作用的输电塔体系风振系数研究

考虑塔-线耦合作用的体系风振响应以及对应情况下的输电塔等效风荷载的风振系数取值是输电塔抗风设计的基础,结合某220kV输电线路一塔两线实例,通过气弹性风洞试验和有限元数值模拟的方式,研究输电塔在考虑导、地线耦合作用下的风振响应规律,计算其对应的输电塔等效风荷载的风振系数,并与我国现行规范中的相关取值进行对比,结果表明:横担和输电线的存在使得塔身中上部的风振系数明显增大,在进行输电塔设计时需考虑其影响;建议采用《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)和《高耸结构设计规范》(GB50135—2006)来计算风振系数时,对横担位置进行修正或单独考虑,而《架空输电线路荷载规范》(DLT5551—2018)更适用于输电塔类结构的风振系数的计算。     

某聚乙烯脱气仓塔架的地震响应计算分析

化工设备塔作为特殊的塔架结构主要用来支承大型工艺设备,工程设计中常将设备简化为等效荷载进行计算,但是这种简化跟实际情况有所不同。本文针对某96m高的聚乙烯脱气仓塔架建立了模拟设备的整体模型与等效荷载模型,通过对两种模型模态分析、地震反应谱和时程响应分析,其结果表明模拟设备的整体模型能真实反应设备荷载的分布但对整体结构刚度并无贡献,结构的内力响应比等效荷载模型更大。分析结果对今后此类结构设计具有参考价值。     

考虑气动阻尼的窄基塔风振系数分布规律研究

为研究考虑流固耦合影响时窄基角钢塔风振系数分布规律,选取一直线塔为研究对象。通过引入气动阻尼以考虑流固耦合的影响,采用时程分析法、《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的方法和频域分析法计算0°和90°风向角的风振系数,对比采用不同方法时考虑与不考虑气动阻尼的结果以确定规律。经分析可得出结论：(1)气动阻尼对窄基塔风振系数的影响不可忽略,且随高度增加而更加显著;(2)呼高范围内输电塔风振系数沿高度近似线性变化,呼高以上部在横担和地线支架处发生突变,大于同高度塔身处的数值,《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的方法得出的结果不能反映该特点;(3)时程分析法和频域分析法求得0°和90°方向风振系数具有相似的分布规律,时程分析法的风振系数整体加权值小于频域分析法的结果,0°风向角的风振系数整体加权值大于90°风向角的结果。     

索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应研究

研究索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应特性。脉动风既包含有水平脉动风速,又有竖向脉动风速。对柔性较大的索膜结构,竖向脉动风作用将与水平风作用相叠加而使整个结构的风振响应增大。采用非线性随机模拟时程法,研究不同参数时索膜结构在单独水平风作用下、单独竖向风作用下、水平风和竖向风共同作用下的风振响应特性;并比较水平风和竖向风引起的膜结构的风振响应值,找出二者对膜结构所引起的响应异同及规律。一般情况下,水平风和竖向风共同作用引起的位移均值是单独水平引起的位移均值的1.57倍~2.94倍。因此,在研究索膜结构的风振响应时,必须考虑竖向脉动风的影响。     

某羊角型输电塔的风振响应分析

本文首先简述了应用线性滤波法中的自回归模型(AR模型)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱的一致性,再通过规范公式推导脉动风载与风速之间的关系,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本。本文以某羊角形输电塔为原型进行了模拟计算分析,用有限元分析软件ANSYS建立了有限元模型,并用MATLAB生成塔架迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用ANSYS对结构进行了模态分析,结果显示结构的基本模态为平面振动,但是同时具有扭转模态和局部振动模态;对此输电塔结构进行了平均风作用下的静力分析,同时,基于ANSYS时程分析方法计算了结构在一般风荷载作用下的风振响应。结果表明,在考虑一般风荷载作用的情况下,输电塔在顶部出现最大的位移和加速度响应,而在底部出现最大的轴力响应,但由于本文输电塔结构杆件的变截面设计,最大的应力出现在约1/3高处的杆件上。相对于平均风的作用,结构响应在一般风荷载下呈现出明显的动力放大效应。     

某标志塔MR-TMD减振系统风振控制分析

对某标志塔进行了动力特性分析,应用半主动质量驱动器(MR-TMD)系统,采用Matlab软件编制了半主动减振控制分析程序,分析比较了在模拟脉动风荷载作用下无控、被动TMD和MR-TMD控制下塔的响应,仿真结果表明,MR-TMD作为一种半主动质量驱动器能有效降低标志塔的风振反应。     

双层柱面网壳结构的风振响应研究

柱面网壳结构在实际工程中的应用以双层网壳居多,且属于柔性结构,其在风荷载作用下的风振响应不容忽视。本文以某实际双层柱面网壳结构为背景,建立有限元模型,进行模态分析之后在频域中采用风洞试验获取的A类风场条件下结构表面风荷载数据进行风振位移响应计算,给出了峰值位移响应随风向角变化的结果。结果表明:在试验风向角90°-180°范围内150°风向角是该结构的位移响应控制性风向角。     

合肥电视塔TMD风振控制的时域分析

本文对合肥电视塔进行了动力特性分析 ,同时利用仿真得到的 19维脉动风压时程样本曲线 ,对塔的振动和控制分别进行了时域分析。计算结果表明 ,利用上塔楼生活和消防水箱构成调频质量阻尼器 (TMD)对合肥电视塔的风振有明显的控制作用。最优参数的TMD可使得电视塔上塔楼峰值加速度响应下降 5 4%     

结合工程实例的扣塔脉动风荷载模拟及风振响应分析

四川合江一桥的拱肋吊装采用扣塔斜拉扣挂施工,扣塔高144.91m,风荷载是结构的重要控制荷载。采用谐波叠加法模拟作用于扣塔上的脉动风速、脉动风压、脉动风荷载时程曲线。把扣塔简化为二维串联多自由度动力学模型。采用ANSYS瞬态动力学分析模块,计算扣塔风振响应,为风振控制提供依据。     

巨型框架多功能减振结构脉动风振的时程分析

本文以一种结构方案为算例 ,建立了巨型框架多功能减振结构及抗振结构的分析模型 ,并随机模拟了脉动风的速度时程 ,由此研究了巨型框架多功能减振结构脉动风振的位移及加速度时程反应 ,结果表明巨型框架多功能减振结构能够显著降低结构的风振反应 ,是一种较有前途的结构形式。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。     

悬吊质量摆对钢结构电视塔风振控制设计

本文研究在钢结构电视塔的天线段设置多个悬吊质量摆来控制电视塔的风振响应,通过计算机模拟出电视塔脉动风样本曲线,对上海青浦电视塔的风振控制进行设计和分析计算。     

集中质量和面积引起的钢塔风振系数变异

现行《高耸结构设计规范》中风振系数的计算没有考虑局部质量、面积变化的影响。本文结合算例对钢塔风振系数的这种局部变异进行了分析,得到了一些有益的结论,提出了考虑钢塔局部变异影响的计算方法,供工程设计、研究人员参考。     

高耸结构风振系数简化分析方法

主要阐述了高耸结构顺风向抗风力简化分析方法的原理 ,导出了不随高度变化的风振系数的表达式和应用于典型高耸结构 (烟囱和钢塔架 )的计算表格 ,同时综合分析了各种影响风振系数的因素及变化规律。该方法可方便地应用于实际工程 ,也可作为修订规范或规程时参考采用