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鋼結構煙筒設計中橫風向風振效應的控防

作者:簡單生活 來源:本站 發表時間:2016-09-05 15:44:48 查看:
  鋼結構煙囪上有風荷載作用時,會在煙囪兩側背后產生交替的漩渦,且將由一側然后向另一側交替脫落,形成卡門渦列,卡門渦列的發生會使建筑物表面的壓力呈周期性變化,作用方向與風向垂直,稱為橫風向風振,振動伴隨著漩渦的出現而產生強迫振動,一旦振動增強,又會有由振動控制的渦流發生,鋼結構發生劇烈共振,表現出自激振動的特性。
  鋼煙囪發生橫風向風振現象在實際工程中時有發生,特別是煙囪剛度較小時,臨界風速一般小于設計的最大風速,因此,臨界風速出現的概率較大,一旦臨界風速出現,渦流脫落的頻率與煙囪的自振頻率相同,煙囪就會發生橫風向共振。
  橫風向風振帶來的危害很大:1)由風振產生的慣性力在結構中引起附加應力;2)由于風振反應發生的頻度較高,有可能使鋼結構產生疲勞效應。
  橫風向風振對煙囪會產生較大的作用效應,因此,在設計中應盡量避免出現共振現象,如果不能完全避免,應使共振產生的作用效應值很小為宜。
  1)當Re<3.5×106,且vH>vcr,j時,可發生亞臨界的微風共振。可在構造上采取防振措施或控制結構的臨界風速vcrj不小于15m/s,例如可以采取增加豎筋板,增加煙囪的剛度等措施。
  2)當在設計過程中,還可以通過采取改變鋼結構煙囪的自振周期,在適當高度增加煙囪的水平支點;使用煙囪振阻尼器適當減輕風振的影響,減小風振帶來的破壞等措施來減弱橫風向風振。如果在調整煙囪剛度后難以達到目的,可在煙囪上部設置破風圈也是一種有效的解決辦法。
  3)為了增加煙囪穩定,煙囪可以采取拉索、塔架等輔助支撐結構。 
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