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《强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数研究基金项目：国家自然科学基金资助项目(51208254)；江苏省自然科学基金资助项目(BK2012390)；博士后科研基金资助项目(2013M530255；1202006B)；南航科研专项资助项目(NN2012024；56YAH12010)；江苏高校优势学科建设工程资助项目作者简介：柯世堂(1982-),安徽池州人，南京航空航天大学讲师，博士摘要：基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法(一致耦合法)，结合风洞测压试验获得的表面气动力模式，分析了结构本身因素和外界干扰对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响，对不同动力特性及阻尼比
2、的冷却塔模型进行了风振响应背景、共振、耦合项及风振系数的精细化数值计算，对比并初步探索了周边干扰下大型冷却塔的风振机理.发现了特征尺寸、阻尼比和周边干扰对冷却塔风振响应的影响规律，为进一步理解冷却塔结构风致振动现象，避免不利共振的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果.关键词：参数分析；大型双曲冷却塔；风洞试验；风致振动；一致耦合法随着我国冷却塔建设日趋高大化，结构风致振动安全性问题已成为制约超大型冷却塔实现跨越式发展而亟待突破的瓶颈而现有冷却塔设计的相关规范和各大设计研究机构的相关资料已不能满足其设计需要，急需开展相关研究补充工程建设的需要自从1965年11
3、月英国渡桥电厂8座高115in的冷却塔群中处于背风口的3座塔在5年一遇的风速中倒塌，国际上开展了对冷却塔的抗风研究工作，一直持续到20世纪90年代末而我国对于冷却塔结构风工程的研究始于1983年北京大学孙天风教授对于茂名冷却塔的表面风压实测工作主要涉及到的研究领域有：冷却塔结构表面风荷载分布特征、群塔干扰特性、结构随机风振响应、等效静力风荷载这些研究成果较好地指导了超大型冷却塔的工程设计和建设事实上，冷却塔的风振响应取决于结构的动力特性和外部荷载激励，例如结构特征尺寸和阻尼比的变化会影响平均、背景和共振响应的大小，或对风振系数的数值和分布特征产生影响，且当存在周
4、边干扰时，结构风振机理会更加复杂而国内外现有研究中较少涉及冷却塔风振的参数分析鉴于此，本文基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法，结合风洞测压试验获得的表面气动力模式，分析了各种因素对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响，最终归纳并探索各参数对风振响应的影响机理1风振计算方法研究表明，大型冷却塔结构风致振动具有多荷载形态、多振型参与和多耦合效应3个特征，传统的完全二次型方法不能全面准确地分析其作用机理，而采用背景和共振分开求解的三分量法忽略了背景和共振之间的交叉项因此，作者于2011年提出了考虑完全背景、共振及背景和共振模态之间交叉项的一致耦合方法（简称CCM）来
5、求解强耦合柔性结构风振响应和等效静力风荷载，并成功应用于国内多座大型冷却塔（高度$165m）和大跨度空间结构风振分析图1给出了CCM方法的计算流程图，限于篇幅及主题，不再重复介绍，具体推理过程可详见文献［9］和［10］2结构基频的影响21算例说明考虑到规范只给出了针对165m以下的冷却塔风振系数值，而在建或将建的冷却塔很多已远远超出这一高度，有必要针对不同高度冷却塔的风振响应特征进行比较研究一般来说，冷却塔髙度越大结构越柔，相应地基频越低鉴于此，本节给出了3个不同特征尺寸的国内外电站实际冷却塔工程项目，均在同济大学TJ3风洞进行了刚体测压试验,详细的风洞试验介绍
6、分别见文献［5］,［9］和［11］,计算加载的风荷载气动力模式均为各个塔型对应的非定常激励，结构的基本参数如下算例1塔顶高度为155m,塔顶直径为73m,喉部高度为119m,喉部直径为68m,进风口高度为106m,直径为114m,人字柱采用46对直径为11m的圆柱结构基频为092Hz.算例2塔顶高度为177m,塔顶直径为86m,喉部高度为75m,喉部直径为133m,进风口高度为135m,直径为122m,人字柱采用48对直径为13m的圆柱结构基频为082Hz.算例3塔顶高度为215m,喉部高度为160m,零米高度处直径170m,淋水面积达18300m2,人字柱采用
7、48对直径为18m的圆柱结构基频为068Hz22参数分析表1列出了3个算例典型节点风振响应各分量及总脉动风振响应、峰值因子和风振系数其中风振系数的计算公式为：式中：T为最大值相应的时距，我国荷载规范规定平均风的时距为10min,因此T取600s,Y为欧拉常数，通常取05772,v为水平跨越数1）随着塔高的不断增大，结构的基频逐渐减小，尽管壳体的壁厚在增大、混凝土强度在提髙，但从整个结构体系来看愈发轻、柔，其引起脉动风振响应也在增大，且在平均响应较大的结点处其增幅稍大于平均响应的增幅2）从脉动响应的一栏中可发现，对于基频较低的超大塔来说，共振响应占明显的主导地位，
8、背景和交叉项影响相对较弱
