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在煙筒設(shè)計中橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)的控防

瀏覽: 12 發(fā)布時間:2019/10/18

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鋼結(jié)構(gòu)煙囪上有風(fēng)荷載作用時,會在煙囪兩側(cè)背后產(chǎn)生交替的漩渦,且將由一側(cè)然后向另一側(cè)交替脫落,形成卡門渦列,卡門渦列的發(fā)生會使建筑物表面的壓力呈周期性變化,作用方向與風(fēng)向垂直,稱為橫風(fēng)向風(fēng)振,振動伴隨著漩渦的出現(xiàn)而產(chǎn)生強迫振動,一旦振動增強,又會有由振動控制的渦流發(fā)生,鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈共振,表現(xiàn)出自激振動的特性。

 橫風(fēng)向風(fēng)振帶來的危害很大:1)由風(fēng)振產(chǎn)生的慣性力在結(jié)構(gòu)中引起附加應(yīng)力;2)由于風(fēng)振反應(yīng)發(fā)生的頻度較高,有可能使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞效應(yīng)。


  橫風(fēng)向風(fēng)振對煙囪會產(chǎn)生較大的作用效應(yīng),因此,在設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象,如果不能完全避免,應(yīng)使共振產(chǎn)生的作用效應(yīng)值很小為宜。


  1)當(dāng)Re<3.5×106,且vH>vcr,j時,可發(fā)生亞臨界的微風(fēng)共振。可在構(gòu)造上采取防振措施或控制結(jié)構(gòu)的臨界風(fēng)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(dāng)在設(shè)計過程中,還可以通過采取改變鋼結(jié)構(gòu)煙囪的自振周期,在適當(dāng)高度增加煙囪的水平支點;使用煙囪振阻尼器適當(dāng)減輕風(fēng)振的影響,減小風(fēng)振帶來的破壞等措施來減弱橫風(fēng)向風(fēng)振。如果在調(diào)整煙囪剛度后難以達(dá)到目的,可在煙囪上部設(shè)置破風(fēng)圈也是一種有效的解決辦法。


  3)為了增加煙囪穩(wěn)定,煙囪可以采取拉索、塔架等輔助支撐結(jié)構(gòu)。 


  鋼煙囪發(fā)生橫風(fēng)向風(fēng)振現(xiàn)象在實際工程中時有發(fā)生,特別是煙囪剛度較小時,臨界風(fēng)速一般小于設(shè)計的最大風(fēng)速,因此,臨界風(fēng)速出現(xiàn)的概率較大,一旦臨界風(fēng)速出現(xiàn),渦流脫落的頻率與煙囪的自振頻率相同,煙囪就會發(fā)生橫風(fēng)向共振。


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