风荷载作用下超大型自然通风冷却塔的受力性能

以某超大型冷却塔为例,结合风荷载的理论知识,采用通用有限元程序ANSYS,计算分析了冷却塔在自重、风荷载作用下的内力、变形及其稳定性,并通过与地震荷载的计算结果的对比,证明了风荷载对冷却塔结构受力的重要意义。     

各国大型冷却塔塔筒表面风压实测对比及展望

介绍了文献可查各国大型冷却塔塔筒表面实测平均风压系数、脉动风压系数、塔筒内表面风压系数,并结合现有规范进行了对比分析,指出有必要进行全方位的冷却塔表面风荷载实测,以完整再现冷却塔表面风荷载绕流特性。     

台风荷载对冷却塔结构的影响研究

采用我国沿海区域由北到南三个典型区域的台风风场,以某超大型冷却塔为原型进行单塔测压和测振试验,得到台风和规范风下冷却塔的平均风压分布和风振系数等风荷载参数。将该超大型冷却塔在台风和规范风荷载作用下的内力进行比较,发现规范风荷载下的内力可完全包络台风荷载下的内力,说明按规范风进行冷却塔结构设计可保证在台风作用下的安全性。     

某大型双曲冷却塔风荷载作用效应有限元计算

运用三维有限元方法,对某超大型双曲冷却塔进行了模态和风荷载作用效应计算,分析了冷却塔的动力特性,计算了结构在风荷载作用下的应力和变形情况,研究结果可为类似工程提供参考。     

双曲冷却塔结构规范风荷载标准值对比

以参数分析为基础,对中、英、德双曲冷却塔结构设计规范风荷载标准值的取值原则和计算思路进行了对比,研究了基本风速、风剖面、内外表面静风风压环向分布、脉动效应系数、干扰效应系数等参数的取值和相互影响,并介绍了中、英、德双曲冷却塔设计规范与其荷载规范相关条款的差异;以3座不同高度的双曲冷却塔为例,对比分析了中、英、德规范的脉动效应系数取值,并对1座双曲冷却塔分别采用中、英、德规范计算等效风荷载标准值及其荷载效应。结果表明:受设计基本风压剖面和脉动效应系数控制,中、德规范的荷载标准值剖面较为接近,但明显小于英国规范;受荷载标准值剖面和环向压力分布影响,塔筒中下部区域子午向拉力和环向弯矩的极值分别对应于英、德规范,而喉部位置英国规范得到的子午向拉力和环向弯矩的极值分别为中、德规范的1.4倍和1.1倍。     

双曲线冷却塔有限元结构分析

通过建立双曲线冷却塔的ANSYS有限元模型,分析了冷却塔在自重、风荷载作用下的应力及变形分布规律,分析结果对于理解冷却塔在不同工况作用下的力学性能具有重要意义,可为该类型冷却塔的结构设计提供参考。     

有肋间冷却塔风振系数研究

双曲薄壳冷却塔是典型的风敏感结构,风振系数在结构风振分析中有着非常重要的作用。荷载规范给出了冷却塔风振系数参考值,由于具体结构的风振系数由结构本身的特性决定,为了更精确得出本冷却塔的风振系数,本文用有限元软件计算冷却塔的自振频率、振型系数,用规范推荐的公式计算风振系数。     

中欧规范中冷却塔结构设计风荷载规定的探讨

指出自然通风冷却塔是普遍用于火电厂和核电厂中循环水冷却的重要构筑物,风荷载是其主要的控制荷载之一,主要对中国《工业循环水冷却设计规范》和目前欧洲普遍采用的Structural Design for Cooling Tower VGB-R 610Ue(2010)导则这两本规范在风荷载的定义取值方面进行比较分析,提出一些建议,以供相关的冷却塔结构设计参考。     

大型冷却塔风振系数取值探讨

为澄清大型冷却塔等效风荷载设计安全问题,对比了系列气弹模型风洞试验、中国水工规范(GB/T 50102—2014)和欧洲规范(VGB-R610e:2010)的风效应关键参数-风振系数取值情况。按照欧洲规范推导了适用于中国风场环境的冷却塔风振系数计算公式,并对不同高度冷却塔风振性能及影响因素进行分析。相比于中国规范采用依赖场地类别的常数项作为风振系数,欧洲规范风振系数则考虑了冷却塔几何尺寸与动力特性、基本风压大小等多种因素的影响;两国规范风振系数取值与风洞试验结果均有一定的偏差。将众多影响因素归结为气动力参数和结构线型参数,对塔筒壳体的风振系数取值进行分析,最终推荐了一种大型冷却塔风振效应计算方法。     

冷却塔风振响应的数值计算

针对拟建的大型冷却塔,通过ANSYS软件建立了三维有限元模型,采用MATLAB对脉动风荷载编写了基于自回归法的模拟计算曲线,并采用时程分析法对冷却塔整体的风振响应情况进行了计算,在此基础上分析了风振模态和风振系数.     

大型冷却塔表面脉动风压原型实测与分布准则

我国冷却塔规范风荷载条款仍源自20世纪80年代原型冷却塔（约90m高）实测资料,且仅规定了塔筒表面静态风压分布。事实上,超大型冷却塔（高度≥165m）风振问题与风荷载脉动作用关系更加密切,由此导致了冷却塔数学和物理试验模型雷诺数效应模拟准则的不完整性,难于准确再现冷却塔表面动态风荷载与来流条件、塔群组合状况等参数间的合理关系,已成为制约大型冷却塔抗风性能研究和结构设计的瓶颈。为此,采用全天候动态风压采集设备,对某电厂冷却塔（约166m高）进行通风筒表面动、静态风压长期现场观测,量化表面脉动压力与来流紊流度之间的影响关系,提出具有原创性的冷却塔超高雷诺数条件（Re≥6E7）脉动风压雷诺数效应模拟准则。     

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。     

ANSYS在双曲线冷却塔中的静力分析

分析了某工程中双曲线冷却塔的几何结构及荷载作用,运用ANSYS软件建立计算模型,考虑自重和风荷载两种工况,对双曲线冷却塔进行了静力分析,得到了一些有参考价值的结论。     

Quasi-static computational approach to wind load on cooling towers in conditions of aerodynamic interference

A quasi-static computational approach is proposed to predict the wind load in conditions of aerodynamic interference of a cooling tower with other cooling towers and neighbouring objects. The proposed approach is a modification of the coefficient of exposure and coefficient of outer wind pressure concepts; it aims at considering the possible asymmetry of load and local overloads. Examples of static calculations of cooling towers for four combinations of wind load and dead load have been given. Solutions can be used for standardization of wind load on cooling towers.     

输电塔塔头平均风荷载的CFD模拟

为了得到典型输电塔塔头的风荷载系数,为抗风分析提供依据,采用CFD方法对其不同风向角时的平均风荷栽进行模拟,并进行对比分析.结果表明:风向角为0°时,输电塔塔头、横担等的顺风向风荷载系数CY与方形格构塔身的顺风向风荷栽系数CY基本相等;风向角为90°时,上游部分风荷载Cx明显比下游部分大,有显著的遮挡效应;当风向与线路...     

复杂异形桥梁风荷载参数数值风洞模拟

针对复杂异形桥梁结构风荷载参数的不确定性问题,采用计算流体动力学方法,对主梁和桥塔的风荷载参数进行数值风洞模拟。研究了不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响及不同气流风偏角对桥塔风荷载的影响。通过数值计算,为相似复杂异形桥梁风荷载参数取值提供了参考。     

冷却塔结构强度及稳定性三维有限元计算分析

通过工程实例介绍了大型通用有限元软件ANSYS在双曲线冷却塔结构设计中的应用,计算分析表明：风荷载是冷却塔结构设计中的控制荷载;设计地震6度时冷却塔可以不作抗震验算仅采取抗震构造措施。