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工程技术

横风向风荷载对烟囱的作用模式

发布时间:2015-02-27发布人:admin人气:254
横风向风荷载对烟囱的作用模式
建筑物的横风向响应要比顺风向响应复杂, 其激励机理可分为三类: 1) 来流湍流在建筑物横风向激励引起的振动; 2) 交替的漩涡脱落和尾流激励引起的振动; 3) 建筑物横风向振动产生的自激励引起的振动。Solari 认为第1 项贡献很小, 后面两类是横风向响应的主要原因[ 2] 。交替的漩涡脱落和尾流激励引起的横风向动力风荷载用升力系数CL 表示。空气动力学研究成果表明, 对于圆柱体, 升力系数CL、斯脱罗哈数St分别由下两式定义[ 6] :
CL( t ) = 2CL, rmssin( 2Pf s t ) ( 1)
St= f s dPU ( 2)
式中: CL, rms为升力系数均方根; fs 为漩涡脱落频率; d为垂直于流速方向结构截面的最大尺度; U 为来流风速度。
一般情况下, 高耸异形烟囱沿高度倾斜度较小( 小于0102) , 且截面沿高度方向变化比较平缓。在满足工程精度要求的情况下, 高耸异形烟囱横风向气动参数可由式(1) , ( 2) 定义。
当漩涡脱落和尾流激励引起振动的频率与结构的自振频率一致时, 将发生共振。试验表明[ 7] , 漩涡脱落频率f s 与结构某一自振频率fj 一致后, 即使增大风速, 漩涡脱落频率也不改变, 而在增大风速范围内, 都处于共振状态, 此区域称为锁住区。锁住区范围约为(1~ 113) vcr , vcr为临界风速。共振响应对烟囱横风向动力响应的贡献远大于背景响应的贡献, 因此, 在研究
中忽略背景响应的贡献。文[ 4] 也作了类似的处理。
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