双曲线冷却塔喉部高度对风荷载效应的影响.pdf

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1、第39卷第11期建筑技术开发Vo1.39,No.112012年11月BuildingTechniqueDevelopmentNOV.2O12双曲线冷却塔喉部高度对风荷载效应的影响刘焰高爱平(中国核电工程有限公司,北京100840)[摘要]应用ANSYS有限元程序,对某超大型双曲线冷却塔在调整了喉部高度后,其塔桶在风荷载作用下的内力进行了比较,并总结出了内力随喉部高度变化的一些规律,为类似工程提供参考。[关键词]冷却塔;喉部高度;风荷载;有限元分析[中图分类号]TU3121[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2012)11—0006—03近年来随着国民经济水平的提高,各地都在投2有限

2、元模型资兴建电厂。电厂在运行过程中会产生大量的废在ANSYS计算模型中,塔筒采用壳单元热。在水资源丰富的地区,一般采取从江、河、湖、海SHELL63,X型柱采用梁单元BEAM188。划分单元等天然水体中摄取水来吸取废热,再排掉的方式来时长宽比控制在2以内,共划分单元51680个,节冷却,这种方法被称为直流冷却。而在缺少水资源、点53720个。模型坐标原点为冷却塔中轴线与柱不具备直流冷却条件的内陆地区,就需要冷却塔来底平面的交点,风荷载吹拂方向(0=0。)为方向,冷却了。沿冷却塔中轴线向上为l,方向。冷却塔一般由壳体、支柱和环板基础组成,属于分别按照喉部高度与塔高的比为0.835、0.8、高耸薄

3、壁结构,受风荷载影响比较大。尤其是在大0.75计算出三条双曲线,建立了三个模型。风地区,往往风荷载是控制荷载,其效应对结构专业3风荷载作用效应计算来说更为重要。而在设计过程中,冷却塔的尺寸往风荷载的取值,根据《工业循环水冷却设计规往是由工艺来决定,结构专业可以调整的部分并不范》2.6.3条确定。作用在双曲线冷却塔表面上的多,喉部高度就是其中之一。本文应用ANSYS有限等效设计风荷载按下式计算:元软件对喉部高度变化与风荷载效应之间的关系进(z,)卢CP()tzz0行分析。其中'/3。是基本风压;是风振系数;是风压1工程概况高度变化系数;cⅢ是平均风压分布系数。按照某自然通风冷却塔塔桶为双曲线性,

4、塔高《工业循环水冷却设计规范》2.6.3条的规定,基本205m,进风口高度27m,采用x型柱支撑,柱底直风压可表示为=/)2/1600。式中为离地10m径195m。进风口处直径178.5m,喉部直径117m,高、重现期为50年的10min平均最大风速。但由顶部出口直径121m。壳体的混凝土强度等级为于本工程使用年限为6O年,出于安全性考虑,取离C40,弹性模量为3.25×10Pa,泊松比为0.2;X型地10m高、重现期为100年的10min平均最大风柱的混凝土强度等级为C45,弹性模量为3.35×速。经计算,=0.6(kN/m)。10Pa,泊松比为0.2。平均风压分布系数C哪)=∑akcosk

5、O,其中m厂址所在地重现期为30年、50年和100年,离地=0面10m高处的最大风速分别是:27.2m/s、28.8m/s一般取7,0为纬向角,系数a取值见表1。和31.0m/s。地面粗糙度为A类。表1系数a0无肋双曲面加肋双曲面收稿日期:2012—08—15a1—0.4426—0.392326作者简介:刘焰(1981.),男,北京人,毕业于北京工业大学,工程师中国核电工程有限公司,从事建筑结构专业。a2O24510.26026第39卷刘焰,等:双曲线冷却塔喉部高度对风荷栽效应的影响第11期续表表2风压高度变化系数515O5ml一52一ak无肋双曲面加肋双曲面高度273035404550556

6、065630.67520.6024z1.7491.8001.8601.9201.9752.0302.0752.1202.160a40.53560.5046a50.06l50.1O64高度7075809010Ol1Ol2O13014066一O.1384—0.0948z2.2O02.2352.2702.3402.4002.,:1-482.4962.5442.592670.O014一O.O186高度150160170l80190200205680.06500.0468z2.6402.6782.7162.7542.7922.8302.845加肋塔子午向肋条对纬向风压分布c曲线由于本文计算的超大型冷却塔

7、高度超过了《工的负峰值有影响,但由于国内绝大部分冷却塔都采业循环水冷却设计规范》规定的风振系数取值范用翻模工艺进行施工,加肋塔施工相对困难,导致施围,故需进行相关的风洞试验。综合数模计算结果工单位对加肋塔比较抵触,再加上肋的外观较难保以及其它各种影响因素后,风振系数还是按照规证,需要专用模板,且工期较长。所以加肋塔在国内范取1.6。并不普及。本工程为光滑塔。迎风面法向平行于风4有限元计算结果速方向

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