大型冷却塔结构风荷载与风效应

第1章 概论 1 1.1 冷却塔结构 1 1.2 冷却塔抗风研究现状 3 1.2.1 风毁事故回顾 3 1.2.2 表面风荷载特性 5 1.2.3 结构风振响应 8 1.2.4 风致干扰效应 11 1.2.5 结构风致稳定 12 1.2.6 结构优化选型 16 1.3 本书主要内容 17 第2章 大型冷却塔表面风荷载现场实测 18 2.1 全天候动态风压传感器设计与调试 18 2.1.1 动态风压传感器设计 18 2.1.2 风压传感器调试验证 19 2.2 风压现场实测工作内容 21 2.2.1 现场实测方案 21 2.2.2 场地概貌及测点布置 22 2.3 冷却塔脉动风压实测结果分析 23 2.3.1 历次脉动风压实测结果 23 2.3.2 脉动风压实测结果对比 25 2.4 基于来流紊流度的统一脉动风压曲线 27 2.4.1 迎风点脉动风压系数 27 2.4.2 脉动风压拟合曲线 29 2.4.3 统一脉动风压拟合公式 31 2.5 小结 36 第3章 大型冷却塔台风风环境表面风荷载特性 37 3.1 台风风场数值与物理模拟 37 3.1.1 台风工程模型 37 3.1.2 台风风场随机参数模型 42 3.1.3 台风风场数值模拟 43 3.1.4 台风风场物理风洞模拟 46 3.2 冷却塔刚性模型测压风洞试验 49 3.2.1 冷却塔刚性测压模型 49 3.2.2 雷诺数效应模拟 50 3.2.3 测压管路频响补偿 53 3.3 台风作用冷却塔表面风荷载特性 55 3.3.1 平均风压和脉动风压 55 3.3.2 风压相关性 58 3.3.3 非高斯特性 64 3.3.4 峰值因子 66 3.4 台风作用冷却塔极值风荷载 69 3.5 小结 72 第4章 大型冷却塔龙卷风风环境表面风荷载特性 73 4.1 龙卷风风场特性 73 4.2 龙卷风风场物理模拟 76 4.2.1 龙卷风物理模拟设备 76 4.2.2 龙卷风涡流比 78 4.2.3 龙卷风风场特性 79 4.3 龙卷风作用冷却塔整体风荷载特性 84 4.3.1 刚性模型测力试验 84 4.3.2 整体风荷载分布 86 4.4 龙卷风作用冷却塔表面风压特性 89 4.4.1 刚性模型测压试验 89 4.4.2 外表面风荷载 90 4.4.3 内表面风荷载 96 4.4.4 内外表面净风荷载 100 4.5 小结 103 第5章 大型冷却塔结构风振特性 104 5.1 冷却塔气弹模型设计方法 104 5.1.1 等效梁格气弹模型设计 104 5.1.2 动力特性检验 108 5.2 风振响应时域分析方法 109 5.2.1 表面风压POD分析 109 5.2.2 有限元时域求解方法 112 5.3 基于冷却塔气弹模型试验的结构风振响应分析 113 5.3.1 风振响应均值和脉动值 113 5.3.2 风振响应峰值因子 114 5.3.3 风振动力放大系数 115 5.4 基于有限元时域分析的结构风振响应分析 117 5.4.1 有限元时域分析 117 5.4.2 风致位移响应 121 5.4.3 结构风振系数 123 5.5 小结 126 第6章 大型冷却塔风致干扰效应 127 6.1 群塔干扰平均风荷载分布模式 127 6.1.1 风荷载分布模式 127 6.1.2 *不利平均风荷载分布模式 131 6.2 群塔干扰脉动风荷载分布模式 134 6.2.1 脉动风压干扰分布特征 134 6.2.2 脉动风压分布模式 138 6.2.3 脉动风压相关性和频谱特性 143 6.3 群塔干扰准则综合评价 147 6.3.1 群塔比例系数 147 6.3.2 基于配筋包络的群塔干扰准则 153 6.4 小结 157 第7章 大型冷却塔结构风致失效 158 7.1 壳体风致稳定验算 158 7.1.1 规范稳定验算 158 7.1.2 分支点失稳分析 159 7.2 壳体局部稳定验算公式修正 160 7.2.1 规范局部稳定公式来源 160 7.2.2 考虑非均匀风压的局部稳定公式 163 7.2.3 工程应用 167 7.3 结构风致倒塌分析 169 7.3.1 结构倒塌有限元模型 169 7.3.2 风致倒塌全过程数值分析 173 7.3.3 风致倒塌模式和机理 175 7.4 小结 177 第8章 大型冷却塔结构优化选型 178 8.1 结构参数影响分析 178 8.1.1 塔筒 178 8.1.2 支柱 186 8.1.3 环基 187 8.2 结构整体优化分析 189 8.2.1 两阶段混合优化算法 189 8.2.2 优化目标和约束条件 192 8.2.3 优化过程及结果 192 8.3 小结 200 参考文献 201