新荷载规范下高耸结构风振系数计算探讨

由于新版建筑结构荷载规范对顺风向风振系数作出了较大修改,本文对高耸结构设计规范中的相应问题进行了研究。首先,总结了新荷载规范对顺风向风振系数的修改要点,比较了新的风振系数表达式与原表达式之间的异同,分析了新规范共振响应因子R、背景响应因子B_z与旧规范脉动增大系数ξ、脉动影响系数v之间的关系。其次,通过数值计算研究了新荷载规范下高耸结构风振系数相关参数取值所受到的影响。然后,探讨外形不规则的高耸结构风振系数的计算。最后,提出了与新荷载规范形式相协调的高耸结构风振系数表达式,编制了相应参数的计算表格,并通过实例计算和时程分析进行了验证。     

某海洋平台提升塔架风振系数分析

在提升用高耸塔架结构设计中，风荷载对结构的内力及安全性通常起控制作用。对于高度大于30m的塔架结构，影响其风荷载的主要因素除了基本风压、风压高度变化系数、结构体型系数、结构风振系数之外，还应考虑长时持续的提升吊重对结构动力特性及风振系数的不利影响，这是一般塔架结构设计中不存在的问题。本文通过对一实际提升用高耸塔架结构风振系数及风荷载的分析，研究吊重荷载对高耸塔架结构动力特性及风振系数的影响特征。数值分析表明，吊重影响结构的动力特性，也显著影响结构的风振系数。为此，本文进行该塔架结构抗风设计时，采用等效折算法引人实际吊重荷载，考虑其对结构动力特性的影响，通过对比分析得到合理的结构风振系数，为结构设计提供依据，也为此类结构的风荷载计算提供资料和建议。     

110kV弹弓型景观输电铁塔风振系数计算研究

对兼顾美观性及与环境协调性的110 kV弹弓型景观输电铁塔,利用SAP2000有限元软件在风荷载时程作用下进行了风振动力分析,推算出风振系数的理论计算值与规范计算值.结果表明,其风振系数总体呈现随着高度增加而增大的趋势,但在分叉后因质量和刚度突变减小而导致风振系数也突变减小;风振系数理论计算值(1.13～2.61)均大...     

高耸钢烟囱风振响应分析模型和方法研究

围绕高耸钢烟囱风振响应展开分析。首先,根据高耸钢烟囱的特点,建立其连续模型和集中质量模型的动力微分方程;随后,考虑规范风谱的形式,推导互功率谱矩阵乔列斯分解的显示表达,改进谐波叠加法并进行风荷载模拟;其次,采用Adomian分解法(Adomian Decomposition Method,ADM)求解连续模型的动力特性,并与集中质量模型、有限元模型以及实测结果进行对比;最后,编制程序分别针对高耸钢烟囱顺风向和横风向风振在时域和频域进行求解,并与有限元分析结果和实际观测结果进行对比。研究表明:改进谐波叠加法能够提高高耸钢烟囱风荷载模拟的效率;采用ADM求解结构的动力特性具有一定的精度和效率;在进行高耸钢烟囱设计时,需考虑顺风向的气动阻尼,同时慎重选择横风向风振的分析方法。     

四管自立式钢烟囱风荷载体型系数和风振系数研究

通过物理模型试验和数值模拟,对一种全新的火力发电厂自立式钢烟囱——四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数进行分析与研究.重点对4种不同角度风向作用、不同钢筒间距和不同钢筒直径的四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数变化规律,进行有针对性的研究,并给出相应的研究结论和计算取值建议,可为类似结构的抗风设计提供参考.     

750kV变电站构架柱顶避雷针及地线柱结构风洞试验研究

变电站构架柱顶避雷针及地线柱是对风荷载极为敏感的高耸结构,其风致振动破坏对变电站的安全运行影响很大。针对某750 kV变电站构架柱顶避雷针结构进行了气动弹性模型风洞试验,获得了模型结构的动力特性、高风速下顺风向风振响应和低风速下横风向风振响应以及结构的分段风振系数,经与现行相关设计规范的风振系数计算值、有限元时程分析数值对比,表明现行规范对这类结构的风振系数存在低估的风险。     

超大型输电钢管塔施工过程动力风效应分析

江苏凤城-梅里500千伏线路长江大跨越输电钢管塔高达385 m,而施工过程中使用的双平臂抱杆结构高度则超过400 m,钢管塔本身和双平臂抱杆结构都对风荷载十分敏感.为了研究输电钢管塔施工全过程的抗风安全,首先建立了抱杆和铁塔-抱杆耦合系统的有限元模型.基于谐波叠加法,模拟得到了抱杆及铁塔的风荷载,完成了单抱杆结构和铁塔-抱杆耦合系统的风致动力响应计算.通过对最高位置抱杆组立工况的结构位移及拉索拉力等抗风安全指标进行对比分析,发现耦合结构动力响应均大于单抱杆结构.最后计算得到抱杆和铁塔最高位置的时程风振系数,并与高耸结构设计规范的风振系数取值进行对比分析.本文结果为超大型输电钢管塔结构的施工抗风安全提供了依据.     

桅杆结构风振系数简化计算

基于随机风振理论 ,考虑前 4阶振型影响 ,推导出桅杆结构风振系数简化计算公式。根据桅杆结构主要参数特点 ,给出相应计算表格。本文提出的方法和表格将为《高耸结构设计规范》的修订提供理论依据。     

某广电发射塔风振响应分析

本文针对作用在广电发射塔的风荷载特点,采用线性滤波法(AR法)编制了风场模拟程序,合成了符合Davenport谱的风速时程曲线,可应用于高耸结构的脉动风荷载模拟。以某带平台广电发射塔为例,采用SAP2000建立有限元模型并计算结构的风振响应,对比不同计算方法下风振系数分布特点,可知对于质量刚度突变的高耸结构,采用时程分析与频域分析的风振系数吻合度非常好,说明在此类工程中可以直接采用考虑多振型计算的频域法计算风振响应。     

高耸结构顺风向响应研究

系统总结了高耸结构顺风向响应的国内外研究成果。首先介绍了结构顺风向响应研究发展概况,其次着重介绍了在平均风和脉动风作用下的等截面与变截面高耸结构的顺风向响应的计算公式,最后总结了高耸结构在顺风向风力作用下荷载风振系数和位移风振系数的计算公式。     

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。     

温州东海广场超高层建筑三维风振分析

温州东海广场是高200m的超高层建筑,风荷载是其结构设计的控制荷载之一。进行了刚性模型同步测压风洞试验,以此为基础,根据随机振动原理,考虑了风力相关性及振型耦合,对温州东海广场超高层建筑进行了风振响应分析,计算得到36个风向角下的风致响应和等效静力风荷载。计算结果表明,温州东海广场工程主塔楼Y轴方向的风荷载大于X轴方向风荷载,80°风向角为不利风向;角点和质心位置的合加速度响应均小于0.15m/s2,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)顶点最大加速度限值的要求。     

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。     

80m高钢烟囱的风振分析

本文从烟囱频率、风振频率和雷诺数三方面研究了该烟囱的振动问题。用有限元方法和简化算法等多种方法汁算了烟囱频率,基频与实测结果相差小于5％。确定了与风共振区域和振动的原因,提出了计算烟囱基频的修改简化公式和消除或减轻烟囱振动的具体措施。     

深圳大运中心体育馆风洞试验结果分析与研究

深圳大运中心体育馆屋面为单层折面网格结构,平面呈圆形,但体型不规则,风场特性较复杂,有必要进行风洞试验。通过对风洞试验结果的分析研究,介绍了该大跨结构的群体建筑相互干扰增大系数、屋面不同网格处的风荷载体型系数和风振系数的分析结果。结果表明,体型系数可利用规范给出的相似体型系数通过修正得到较理想的结果,为相似结构在初步分析风荷载作用时提供参考。     

天津某厂60m高钢烟囱风振分析

利用有限元计算方法和现场实测得到钢烟囱的自振频率,从钢烟囱的自振频率、风振频率、雷诺数三个方面研究烟囱的振动问题。找到烟囱与风共振区域和共振的原因,并提出解决烟囱大幅晃动的方法。     

广州西塔风效应研究

广州西塔高432m,是目前华南地区的最高建筑,风荷载是该超高层建筑的控制荷载。采用同步多压力扫描系统(SM-PSS)对其进行多点同步瞬态测压试验,并结合完全二次型组合(CQC)方法和扩展的荷载响应相关(ELRC)方法对其进行风振响应分析和等效静风荷载(ESWL)计算。分析了不同风剖面取值方式、结构模态阻尼比、峰值因子等参数对西塔风致响应的影响,同时也分析了待建的东塔对西塔的干扰效应。结果显示:采用不同风速分布模型计算得到的风荷载可能会产生38%的差异;由于横风向效应,结构在控制性风向的风致响应、荷载和结构模态阻尼比的均方根成反比;待建东塔的干扰影响会使西塔的100年重现期基底弯矩、50年重现期结构位移和10年重现期峰值加速度分别增加9%,37%和75%。     

三管钢烟囱设计

通过宁波垃圾焚烧工程 ,简述了三管钢烟囱的一般设计方法 ,并就横向风振与烟囱结构形式的选择进行了探讨     

Etude in situ du champ de pression stationnaire et instationnaire autour d'une cheminee de 240 m

Full-scale investigation of the mean and oscillating pressure flow field around a 240-m chimneyMeasurements of the mean and oscillating pressure at three levels of a 240-m concrete tapered chimney are described.Wind velocity, upstream and on the front part of the chimney, and vibration of the structure at the top were also measured. All the data were digitalized and recorded continuously.Mean pressure distribution, correlations and spectra were evaluated at three levels which allow to understand the longitudinal evolution of the vortex shedding and its characteristics at fixed level.     

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