塔高对冷却塔风振系数的影响分析
2012-08-09侯宪安柯世堂马峰梁娅莉
电力建设 2012年12期
关键词:模态
侯宪安,柯世堂,马峰,梁娅莉
(1.中国电力工程顾问集团西北电力设计院,西安市 710075;2.南京航空航天大学土木工程系,南京市 210016)
0 引言
冷却塔是典型的钢筋混凝土高耸旋转薄壳结构,模态耦合性强,对风荷载的作用十分敏感,风荷载是冷却塔结构设计的控制性荷载之一[1-2]。随着冷却塔塔高及直径的增加,结构的柔性也随之增大,自振频率相应降低。由于自然界脉动风的能量主要集中在低频区域,因此对于柔性更大的超大型冷却塔而言,结构风致动力响应也将更为显著。
目前,国内外冷却塔结构设计规范[3-5]在考虑脉动风对冷却塔结构的影响时通常采用拟静力法,即采用平均风压乘以风振系数或采用阵风风压乘以动力放大系数后作为等效静风荷载用于冷却塔结构静力分析。影响冷却塔结构风振响应数值和分布特性的因素很多,从本质上可以分为2类:一是结构自身的特性,如结构的自振频率、阻尼比等;二是来流的特性,如所在场地的地貌特征、结构表面的风压分布、周边建筑物的干扰效应等[6]。
国内冷却塔设计规范[3-4]在定义冷却塔的风振系数时较为简单,仅仅考虑了地貌特征因素,忽略结构自身特性等其他重要影响因素,同一地貌类型场地上的不同冷却塔采用相同的风振系数,在考虑风的作用时采用10 min平均风压乘以风振系数后作为等效静风荷载。
尽管国内冷却塔的最大塔高已从20世纪70年代的100 m左右,增大到目前接近甚至突破200 m,但几十年来国内电力行业普遍采用的冷却塔结构设计规范关于风振系数的取值规定,几乎没有变化,仅风振系数取值适用塔高范围从“适用于塔高150 m以下”扩展到“适用于塔高165 m以下”。……
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