超大冷却塔风振响应分析

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1、第4l卷增嗣2011年4舅建筑结构BuildingStructureV01．4lSlApr+2011超大冷却塔风振响应分析李旭，李晓文(西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)【接篓】本文以菜一超大双麓冷却塔为辫究对象，依据线佳鑫露翔(AR)法+利耀MATLAB软件模拟生成作箱糍冷帮袋l：酶风速霹程。剩麓寿疆元软箨ANSYS对在0。藏萄载终震‘F的冷帮臻进程了时域主酶风摄嚷瘦计算；鼗分轿。缮果表甥：冷帮塔的位移藏振系数张巾阕郄分数值最小，著分别蠢塔琰穰臻褒逐渐增大；由于塔底辩近被X形桂和环梁所约束，其平均位移嫡应绝对德较小，

2、从丽使得位移风振系数较大，嚣睡没有实际意义；整个塔身的风振系数取1．7是较为合理的。[关键词]冷却塔；AR法；有限元；风速时程；风振反应；风振系数中图分类母：TU279．741文献标识码：A文章编号：1002-848X(2011)SI一1414-04Analysisofwind·induceddynamicresponseofsuperlargecooHngtower“Xu．LiXiaowen(SchoolofCivilEngineering，Xi’黼UniversityofArchitectureandTechnology，Xi’

3、all710055，China)Abstract：Takingasuperlargecoolingtower鹅aresearchobject，using麓轰露威嚣，thetimehistoriesof旗蠢velocity毡辩simulatedaceordingthelinerAuto-Regressive(AR)method。弧ewi稿一induceddyngllflicresponseofthetoweriseMclllatedwiththefinitesoftwareANSYSandanalysedinthetimedomain

4、underthewindloadof0。direction．％eresultsshowthat：thewindvibrationfactorissmallatthemiddleofthetowerandincreasesgmduallybothtothetopandthebottomofthetower；thewindvibrationfactorisbigatthebottomofthetowerduetothesmaHmeandisplacementcausedbytheconstraintoftheX-colllmn8andt

5、heringbeam，whichnlgke8itmeaningless；itshowsthatit’sreasonabletomakethe诵ndvibrationfactorofthewholecoohngtowera81．7．Keywords：coolingtower；ARmethod；finiteelement；windvelocity·histories；wind—induceddynamicresponse；w{ndvibrationfactor·O善l富近些年来，我国电力事监得蓟了快速的发展，一系列超犬冷却塔也得到了兴建

6、，其高度超出了我国现行冷却塔规范⋯中最大高度(165m)的限定，这类超大猁结构都具有共同的特点：柔度太、阻尼小，风荷载通常是结构设计的控制荷载。但是规范关于这类超限冷却塔的设计没有作出规定说明，本文就这一阕题对某超限冷却塔进行顺风响应遴行时程分析，力此类超限冷却塔的设计提供一些参考。i1斑荷载数值模拟1．1风速时程的模拟进行时程分析首先要得到脉动风荷载，通常最常用的方法就是根据脉动风的统计特性进行风速时程模拟的风速模拟方法旧刮有：线性滤波法、谐波叠加法、小波分析法等。在这些方法中，线性滤波法的自回归(AR)模型阂计算速度快，计算壁小

7、，精度高纛广泛鼷于随撬振动蠢时闼系列分橱巾。结构表磷各处的蜓速城压可分为不随时间变化的平均分瘫襁均傻为零的脉动风蘧，假设鍪点的脉动风压是一系列空间褶关的平稳随机过程，则iI董个点空间相关脉动风速时程y(X，y，Z，t)列向量的AR模型可表示为：Pv(x，Y，Z，1)=∑嚷y(x，Y,Z，t-kAt)+J『＼r(t)七：l(1)式中：X=Ix∥．．，茹。】T，Y=fyl，．一，y=l蕈，Z=￡：∥一，zm]，，(菇l，Yl，墨)是空闻第i点坐标i=l，⋯，M；P为AR模型阶数；At是模掇风速时稷盼时闻步长；戳为AR模型自回归系数矩阵，

8、为M×M阶方阵，k=1，⋯，P；Ⅳ(1)为零均值且具有给定协方差的正态分布随机过程向量。本文模拟的是风向角为0。时迎风面结构上各点的模拟脉动风遴，将冷却塔划分为22个区域，模拟每个区域正中位嚣处的风速时程。考虑劐计算视的能力和实际瓣要