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钢结构烟筒设计中横风向风振效应的控防

2023-02-16 17:02:35

钢结构烟囱上有风荷载时,烟囱两侧后面会产生交替漩涡,一侧交替脱落到另一侧,形成卡门涡列。卡门涡列的发生会使建筑物表面的压力周期性变化,其作用方向垂直于风向,称为横向风向振动。随着漩涡的出现,振动会产生强制振动。振动一旦增强,就会出现由振动控制的涡流,钢结构会产生剧烈的共振,表现出自激振动的特点。

在实际工程中,钢烟囱横风向振动现象时有发生,尤其是当烟囱刚度较小时,临界风速一般小于设计的大风速。因此,出现临界风速的概率更高。一旦出现临界风速,涡流脱落的频率与烟囱的自振频率相同,烟囱就会出现横风向共振。

横向风振造成的危害很大:1)风振产生的惯性力在结构中造成附加应力;2)由于风振反应的频率较高,钢结构可能会产生疲劳效应。

横风向风振会对烟囱产生很大的影响。因此,共振现象应尽可能避免在设计中发生。如果不能完全避免,共振产生的效果值应该很小。

一,当Re邈3.5×106,且vH>vcr,j时,可以发生亚临界微风共振。临界风速vcrj不小于15m///,可在结构上采取防振措施或控制结构。s,举例来说,可采取增加竖筋板、增加烟囱刚度等措施。

2)在设计过程中,也可以通过改变钢结构烟囱的自振周期,在适当的高度增加烟囱的水平支点;采用烟囱振动阻尼器,适当减少振动的影响,减少振动带来的破坏,从而削弱横风向振动。如果调整烟囱刚度后很难达到目的,也是在烟囱上部设置破风圈的有效解决方案。

烟囱可采用拉索、塔架等辅助支撑结构,以增加烟囱的稳定性。


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