高耸钢烟囱风振响应分析模型和方法研究

高耸钢烟囱风振响应分析模型和方法研究钢烟囱在石油、化工、冶金、电力等工业和建筑行业中有广泛的应用，其稳定性是衡量烟囱安全性的重要指标。

在运行过程中，钢烟囱会受到高空风速的影响，而高空风速变化又影响烟囱的稳定性。

因此，对钢烟囱受到高空风速影响而产生的风振响应研究至关重要。

钢烟囱首先要经受热冲击和温度梯度的作用，进而影响其受风压力的稳定性。

随着温度变化，钢烟囱热膨胀和抗拉强度也会发生不同的变化，从而影响烟囱的稳定性。

同时，钢烟囱受外界高空风速的影响，对其产生振动并影响烟囱的稳定性。

基于上述力学分析，建立了用于钢烟囱风振响应分析的模型和方法。

在进行风振响应分析时，首先要根据上述力学分析模型，建立出一套完整的模型，然后采用数值计算方法求解出模型的解。

具体而言，对于钢烟囱受到的风力作用，应采用蒙特卡洛模拟法，将烟囱的受力状态进行模拟仿真。

随后，基于已经建立的模型，利用有限元方法进行风压力和风振响应分析，从而获得钢烟囱风振响应解。

此外，为了更好地模拟钢烟囱风振响应，还应采用精确的数值计算方法，加以优化，以求得更准确的解。

具体来讲，该方法包括基于精确解的方法、基于近似解的方法和基于数值方法的方法。

首先，可以采用基于精确解的方法，例如基于谱方法的风振响应分析，以精确的方式解决风振响应问题。

然后，可以采用基于近似解的方法，例如基于随机抽样方法的风振响应分析，利用假设函数模型进行解析求解。

最后，可以采用基于数值方法的方法，例如基于有限元方法的风振响应分析，充分利用有限元技术的优势，以求得更准确的解。

在实际应用中，还可以采用物理模型和物理试验来对钢烟囱的风振响应进行研究，例如采用原型模型试验的方法进行实验研究，以获取有效的实验数据，然后和计算结果进行比较，以检验风振响应研究的可靠性。

综上所述，建立用于钢烟囱风振响应分析的模型和方法，是影响钢烟囱稳定性的重要因素之一。

本文结合力学理论，数值计算，物理模拟及物理试验，综述了建立钢烟囱风振响应分析模型和方法的研究进展，为钢烟囱的稳定性分析提供参考。

超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究超高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，然而，随着建筑高度的增加，其在强风环境下存在严重的风振问题。

风振现象不仅会导致超高层建筑剧烈的摇摆，甚至可能引发结构破坏和安全隐患。

因此，研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术具有重要的工程应用价值。

首先，针对超高层建筑结构风振问题的研究，需要进行风洞试验和数值模拟分析。

风洞试验可以通过模拟真实的风场环境，获取结构在风力作用下的响应。

通过风洞试验可以确定结构的风荷载分布及其对结构的力学性能的影响。

同时，数值模拟分析也是研究超高层建筑结构风振响应的重要手段。

基于ANSYS等有限元软件，可以对超高层建筑进行模拟，预测结构的风振响应。

其次，为了减小超高层建筑的风振响应，需采取有效的抑制技术。

目前，常用的抑制技术主要包括被动控制、主动控制和半主动控制。

被动控制技术是通过优化结构的刚度和阻尼特性，减小结构对风荷载的响应。

常见的被动控制技术包括质量调节、增加剪力墙等。

主动控制技术则是通过使用传感器和执行器，对结构进行实时监测和调节，以抑制结构的振动。

而半主动控制技术则是被动和主动控制的结合，兼具两者的优点。

在具体研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术的过程中，需要考虑多方面的因素。

首先，要充分地了解超高层建筑的结构特点和风动力学特性。

超高层建筑的结构比较复杂，一般由钢结构和混凝土结构组成。

其风动力学特性则受到结构形态和风洞效应的影响。

因此，在进行风振响应分析时，需要综合考虑这些因素，并建立准确的数学模型。

此外，对于超高层建筑的风振响应抑制技术研究，还需考虑经济性和可行性。

抑制技术的实施会增加工程的投资成本，因此，需要权衡抑制效果与成本。

同时，超高层建筑已经建成，抑制技术的实施需要考虑施工的可行性和结构的可操作性。

因此，在研究过程中还需要充分考虑这些实际问题，并提出合理的解决方案。

总结而言，超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究是一个复杂且具有挑战性的课题。

天津某厂?@J 高钢烟囱风振分析汤庆轩!张!溯!田亚军!中国京冶工程技术有限公司#北京!4///Q Q"摘!要!利用有限元计算方法和现场实测得到钢烟囱的自振频率!从钢烟囱的自振频率+风振频率+雷诺数三个方面研究烟囱的振动问题"找到烟囱与风共振区域和共振的原因!并提出解决烟囱大幅晃动的方法"关键词!钢烟囱#风振#结构频率!"!#$%&%’(7&")B &6-!/&’"’(!?@J 0&40%/..#+0&*".$(’-!(!+/’-$&"/&!"C &"7")*;,)*<%")!./")*H /%#!7,")’"E%)$%:,’;R ,’B >#P ’B ,’##),’B %&E F "@!V #,c ,’B 4///Q Q !%:,’;%!6%/-!+/&H :#("##$+:,J ’#>(#$K I ?,L );",&’K )#M *#’+,#(;)#+;$+*$;"#@L >eP Z;’@J #;(*)#@&’(,"#E H :#?,L );",&’&K ("##$+:,J ’#>,(("*@,#@K )&J":#;(D #+"(&K +:,J ’#>(#$K I ?,L );",&’K )#M *#’+,#(!=,’@?,L );",&’K )#M *#’+,#(;’@<#>’&$@(’*J L #)E H :#)#(&’;’+#@&J ;,’;’@+;*(#(&K ":#+:,J ’#>=,":=,’@;)#K &*’@&*"E H :#J #;(*)#("&(&$?#":#D )&L $#J&K ":#+:,J ’#>(=,’B ;)#D )#(#’"#@E 3.$7’-)%&("##$+:,J ’#>#=,’@?,L );",&’#K )#M *#’+>&K (")*+"*)#第一作者$汤庆轩#男#405Q 年4月出生#硕士#工程师#国家一级注册结构工程师%P J ;,$$";’B M ,’B ‘*;’405Q !>;:&&E +&JE +’收稿日期$.//Q I 44I /48!工程概况898!烟囱情况天津钢管公司某套管加工车间4号热处理淬火炉烟囱位于车间的东侧#由意大利T H 8F T Z Y T I 83H T 公司设计#于400.年建成使用%烟囱为自立式等外径钢烟囱#直径为4-622J #总高度为7/J #烟囱沿高度分4/个运输安装单元#在施工现场采用4/-0级高强螺栓连接#每个运输单元为钢管#其壁厚自下而上逐渐由..J J 减小至7J J #钢烟囱内衬采用4//J J 厚的耐火浇筑料%烟囱具体的几何尺寸见图4;%89:!烟囱晃动原因淬火炉钢烟囱在使用过程中#在风荷载作用下#尤其是在风力不大或者局部风速较大的情况下#发现不明情况的晃动#其中有6次振幅比较大%长期风荷载的作用引起法兰高强螺栓的断裂破坏#高强螺栓需定期更换和补充%经分析发现$钢烟囱的外径沿高度方向无变化#使得钢烟囱下部抗弯刚度较小#烟囱的高径比过大#烟囱的自振频率偏小#风振可能是引起振幅较大的原因%:!钢烟囱自振频率;S 几何尺寸,L S 顺风向风荷载作用示意图4!烟囱几何尺寸及顺风向风荷载示意本文利用有限元软件Z T A 8!C P 3的模态分析和现场监测的方法得到钢烟囱的自振频率%:98!钢烟囱自振频率理论值钢烟囱按连续梁单元进行计算分析#烟囱内衬耐火材料因其强度较低#对结构的刚度影响较小#因此结构计算时只考虑其重量#而不考虑其刚度对结构的贡献#烟囱自振频率采用有限元软件Z T A8!C P3进行分析%结构恒荷载由如下几部分组成$烟囱质量d爬梯d内衬耐火材料#其中爬梯沿烟囱高度方向产生的恒荷载为4-6N30J,内衬耐火材料!约5//N B0J6"沿烟囱高度方向产生的恒荷载为.-0N30J%钢烟囱自振频率理论值见表4#振型见图.%表8!钢烟囱自振频率理论值0K 振型第4振型第.振型第6振型第2振型频率/-66574-70.22-.7O4Q-65/6;S第4振型,L S第.振型,+S第6振型,@S第2振型图.!前2阶振型:9:!钢烟囱自振频率实测值利用加速度传感器-计算机采集卡可以记录钢烟囱振动的加速度#通过频谱分析可以得出钢烟囱的自振实测频率值%加速度传感器共O个#分别布置在标高7/#2Q#67#.2#4.J#其测点编号依次为2/O2#2/O Q共O个%钢烟囱自振频率实测值见表.#加速度信号和频谱分析图#见图6%表:!钢烟囱自振频率实测值0K测点编号第4阶第.阶第6阶第2阶2/O2/-66664-5452-675Q-6Q62/O O/-6.O/4-70.2-6/Q Q-6.O2/O7/-64754-775S Q-2//2/O5/-6O Q6S S S2/O Q/-6O//4-5.O2-.45Q-266;S测点2/O2加速度时程,L S测点2/O2的加速度功率谱,+S 测点2/O O的加速度时程,@S测点2/O4的加速度功率谱,#S测点2/O7的加速度时程,K S测点2/O7的加速度功率谱,B S测点2/O5的加速度时程,:S测点2/O5的加速度功率谱,,S测点2/O Q的加速度时程,c S测点2/O Q的加速度功率谱图6!加速度时程和频谱分析示意!!综合以上结果#可得该烟囱振动频率为$54[/-66774b _,5.[4-5//6b _,56[2-.056b _,52[Q -6Q O6b _%实测值与理论值基本吻合#说明理论计算假定是合理的%;!钢烟囱顺风向分析与验算烟囱风压的计算采用C VO ///0S .//4.建筑结构荷载规范/得到$!!!K N &?NL !4"其中!?N &)F $($F ?/K N !!!)F &4#,-!F $F 式中$KN 为钢烟囱风压标准值#N 30J ,L 为钢烟囱直径#J ,?N 为风荷载标准值#N 30J .,)F 为高度F 处的高度系数,$(为风荷载体型系数,$F 为风压高度变化系数,?/为基本风压#N 30J .,,为脉动增大系数,-为脉动影响系数,!F 为振型系数%!!根据式!4"可计算出烟囱不同高度处的风压标准值#具体计算结果见表6#烟囱结构计算简图见图4L #利用Z T A 8!C P 3计算出烟囱顶部位移为0O 6-2J J #其值大于规范要求的7////05O[Q //J J #已不满足现行规范的要求#应该通过增强钢烟囱侧向整体刚度的方法进行处理%<!钢烟囱横风向共振分析<98!风振频率截面近似圆形的结构物#当空气横流绕过其非流线形的外表面时#在其背风侧的空气的尾流中就可能形成湍流和不对称漩涡#即h ;)J ;’涡街#从而产生周期力#激励结构物振动%风振频率按式!."计算%表;!钢烟囱风压标准值高度F 0J风压标准值0!N 31J S 4"7/-76Q44./-56QO 4Q /-07.2.24-45006/4-2.27674-75O42.4-06Q72Q .-6442O 7.-27O27/.-5625!!5&-’M FI!."式中$5为风振频率#b _,-’为斯特罗哈数#取/-.,M F 为F 高度处一定时间内!一般取4/J ,’"的平均风速#J 0(,I 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O///0S.//4中的公式!式!2""可以计算出烟囱每阶频率值所对应的雷诺数#具体结果见表7%A N&70///M L!2"其中!M+)&L C4-’式中$M为计算所用风速#可以取M+)#J0(,L为烟囱直径,C4为振型4的结构自振周期#验算亚临界微风共振时取基本自振周期C4,-’为斯特罗哈数#取/-.%<9;!结果分析从表O可以看出$烟囱第.阶频率与O级风在6/#2/J高度处的风振频率接近#烟囱在O级风的周期力作用下将发生共振,烟囱第6阶频率与0级风在2/#O/J高度和4/级风在4/#./J高度处频率接近#烟囱在0#4/级风的周期力作用下也将发生共振%因为烟囱是悬臂梁结构#其第.-第6阶振型对应的中-下部区段若有较小幅度的振动#上部就会产生较大幅度的振动#而且下部的刚度比上部的大一个数量级#中部刚度的平均值也比上部的大近O倍#因此风振共振时#烟囱上部2/#7/J#特别是顶端会产生过大幅度的摆动%从表7可以看出#烟囱第4阶频率对应的雷诺数A N[.-4U4/O(S4+6U4/O(S4#且结构顶部风速M:&.///$b?/!.[65-76J0(*M+)[.-.5J0(#可发生亚临界微风共振%烟囱第.-第6阶频率对应的雷诺数!6U4/O(S4+A N+6-O U4/7(S4"#可发生超临界范围的风振%表?!钢烟囱风振雷诺数频率频率值0b_临界风速0!J1(S4"雷诺数A N04/O(S4第4阶/-6657.-.7Q22.-4第.阶4-70.244-65644/-O 第6阶2-.7O4.Q-7747.7-7第2阶Q-65/6O7-.2Q2O.-.>!结论及建议4"由于现行规范比原设计规范要求更严格#风荷载取值加大#使得烟囱在顺风向风荷载作用下侧移值达到0O6-2J J#其值已大于规范要求的Q//J J#需增加钢烟囱整体侧向刚度才能满足风荷载作用下其水平侧移的要求%."因烟囱第4阶频率对应的雷诺数A N[.-4U4/O (S4+6U4/O(S4且结构顶部风速M:[65-76J0(+M+) [.-.5J0(#使得烟囱可发生亚临界微风共振%应通过增加竖筋板或者增加烟囱刚度使烟囱的临界风速M+)不小于4OJ0(%6"烟囱第.-第6阶频率与O级-0#4/级风振频率接近#如果风正好处在O级-0#4/级风时#烟囱将会有很大幅度的摆动%可以通过增加破风圈和提高结构的整体刚度#以降低风共振的发生率% 2"长时间的大幅振动将会对连接烟囱的高强螺栓不利#使得高强螺栓出现脆断#需定期检查并更换被破坏的连接高强螺栓%O"C VO//O4S.//..烟囱设计规范/要求自立式烟囱的高度与直径的比值应小于./#而此烟囱的.0L[22-72#应改变为其他结构形式#如将烟囱改为塔架式%参考文献(4)!C VO///0S.//4!建筑结构荷载规范(!)E(.)!C VO//O4S.//.!烟囱设计规范(!)E(6)!C VO/46O S.//7!高耸结构设计规范(!)E(2)!张相庭E结构风压和风振计算(Z)E上海$同济大学出版社#40Q O E(O)!温德超#刘季林#王清刚E Q/J高钢烟囱的风振分析(R)E工程抗震#.//2!4"$.7I.0E(7)!王建强#蔡震旦E某钢烟囱的风振分析(R)E特种结构#.//7#.6!6"$0/I0.E(5)!王军娃E天津某0/J高钢烟囱的加固设计(R)E特种结构#.//.#40!6"$2.I2O E(Q)!谢华利#张鹏#董事尔#等E腐蚀钢制烟囱极限倾斜度计算与风振分析(R)E工业建筑#.//5#65!增"$&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4406I4407E!上接第Q O页"向的拉-压力#另一种是垂直支撑上沿着斜撑反作用力方向上的拉-压力%提出了焊缝焊脚和焊根与相应应力集中系数的关系%用硅痕技术和接触式量表测量的焊缝形状和焊根缺口#为将来的有限元模拟以及采用有效切口应力方法研究焊根的破坏提供参考%关键词!应力集中系数,管节点,拉索,疲劳。

基于ANSYS的高耸烟囱抗风抗震分析发表时间：2009-5-27 作者: 倪欣来源: e-works关键字: ansys 高耸烟囱抗风抗震分析高耸结构是一种高度和横向尺寸之比较大的建筑物，横向载荷起主导作用。

因为高宽之比较大，结构抗弯强度相对较柔，在横向载荷作用下，容易产生较大的振动和变形。

本文主要结合工厂设计方案中的高耸烟囱进行设计和计算。

高耸结构是一种高度和横向尺寸之比较大的建筑物，横向载荷起主导作用。

因为高宽之比较大，结构抗弯强度相对较柔，在横向载荷作用下，容易产生较大的振动和变形。

高耸结构分为两种基本类型：一种是直立式的塔式结构，另一种是拉线式的杆式结构。

前者在地面固接，计算时可以在某种程度上简化为悬臂梁；后者中心杆身受几个方位的纤绳扶持，而保持结构的直立和稳定，计算时相当于弹性支座连续梁。

高耸结构主要侧重的载荷是风载荷和地震载荷。

在非地震区，风载荷自然占据控制地位。

即使在地震区，由于高耸结构越来越高，相对来说，刚度也会越柔，风载荷的影响仍然是非常大的。

地震载荷由于常常具有非常强的破坏力，也成为高层建筑设计中不可忽视的问题。

因此，高层结构的抗风抗震的计算，是高层建筑设计中的重要容。

本文主要结合工厂设计方案中的高耸烟囱进行设计和计算，如图1（模型已进行了一部分简化）。

各部分数据如下：囱高30m，中间为空心。

整个烟囱呈锥体结构，外壁斜率为45：1，壁斜率为50：1，底面半径为2m，空心底面半径为1.4m。

材料的密度为2500kg/m3，弹性模量为2.9e10。

图1高耸结构在两种主要动载荷（风载荷和地震载荷）作用下其动力反映是不同的。

脉动风载荷作用下（包括顺风向、横风向漩涡干扰力），引起高耸结构的振动反应（包括动应力，动位移，振动加速度）。

地震作用下（包括两个方向的水平地震和竖向地震），也会引起结构的动应力，动位移和振动加速度等振动反应。

风载荷作用是以外载荷形式沿结构高度风向分布的，地震作用是通过地面运动加速度使结构产生惯性力，两种不同方向的动力源导致结构响应也不同。

高耸结构物中的风振响应分析方法近年来，随着城市化的不断发展和人们对高耸结构物的需求增加，高耸结构物的数量也显著增加。

然而，由于高耸结构物所处的空气动力环境非常复杂，其面临的风振问题也日益凸显。

因此，对高耸结构物的风振响应进行准确的分析和预测变得非常重要。

在高耸结构物的风振问题研究中，一种常用的方法是基于CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）模拟的风场数据进行数值分析。

通过建立几何模型和边界条件，并利用数值方法求解相关方程，可以模拟风场中的气流运动，进而得到高耸结构物所受到的风荷载。

然而，CFD模拟方法也存在一些不足之处。

首先，CFD模拟需要耗费大量的计算资源，模拟一个高耸结构物的风场可能需要几天甚至几周的时间。

其次，CFD 模拟的结果对参数设置和网格划分非常敏感，不同的参数设置和网格划分可能导致不同的模拟结果。

最后，CFD模拟只能得到某一时刻的风荷载情况，并无法全面考虑不同时间尺度上的风荷载变化。

为了克服CFD模拟方法的不足，研究人员提出了一种基于风洞试验的风振响应分析方法。

风洞试验是通过在实验室内建立一个可以模拟真实风场的风洞来对高耸结构物的风振响应进行测试。

通过在风洞中放置缩比模型，可以使得实际结构物所受到的风荷载与模型所受到的风荷载相似，从而准确测量结构物的风振响应。

风洞试验能够较为准确地模拟高耸结构物在不同气流条件下的风振响应，但其也存在一些限制。

首先，风洞试验需要昂贵的建设和维护成本，对于大型高耸结构物来说可能无法进行风洞试验。

其次，风洞试验的结果往往只能得到特定风速下的风振响应，无法得到整个风速范围内的风振情况。

最后，风洞试验的时间和空间尺度受到限制，无法模拟长时间和大尺度的风荷载作用。

除了CFD模拟和风洞试验之外，还有一种基于结构物响应监测的风振分析方法。

这种方法通过在结构物上设置振动传感器，实时测量结构物的振动响应数据，并通过信号处理和频域分析等手段进行数据处理，得到高耸结构物的风振特性。

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔作为现代建筑结构中的一种重要类型，因其独特的形态和结构特点，在风荷载作用下常常会出现风振响应现象。

风振响应不仅影响建筑物的正常使用性能，还可能对结构安全造成威胁。

因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在通过对高耸板式塔的风振响应进行深入研究，为相关工程设计和施工提供理论依据和参考。

二、风振响应基本理论风振响应是指建筑物在风荷载作用下产生的振动响应。

这种响应包括结构在风荷载作用下的动态位移、速度和加速度等。

高耸板式塔由于其独特的结构形式和高度，其风振响应的复杂性较高。

为了准确分析高耸板式塔的风振响应，需要了解风荷载的基本特性以及结构动力学的相关理论。

风荷载是建筑物受风作用的主要外力，其大小和方向随时间和空间的变化而变化。

结构动力学则研究结构在动力荷载作用下的响应，包括结构的振动、变形和稳定性等问题。

通过对风荷载特性和结构动力学的综合分析，可以建立高耸板式塔的风振响应分析模型。

三、高耸板式塔的风振响应分析方法针对高耸板式塔的风振响应分析，常用的方法包括理论分析、数值模拟和风洞试验等。

1. 理论分析：通过建立高耸板式塔的结构力学模型，运用结构动力学理论，对结构在风荷载作用下的振动响应进行理论分析。

这种方法可以得出结构的振动规律和响应特性，但需要较高的数学和力学素养。

2. 数值模拟：利用有限元、有限差分等数值方法，对高耸板式塔进行精细化建模，并通过输入风场数据，对结构的风振响应进行数值模拟。

这种方法可以较准确地预测结构的振动响应，但需要较高的计算资源和计算能力。

3. 风洞试验：通过在风洞试验室中模拟实际风场环境，对高耸板式塔模型进行风洞试验，观察和分析结构的振动响应。

这种方法可以直观地观察结构的振动形态和响应特性，但受试验条件和成本的限制。

四、高耸板式塔的风振响应分析实例以某高耸板式塔为例，采用上述三种方法对其风振响应进行分析。

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展，高耸板式塔作为重要的工程结构，其稳定性和安全性问题越来越受到人们的关注。

风振响应是影响高耸板式塔稳定性和安全性的重要因素之一。

因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在通过对高耸板式塔的风振响应进行分析，为工程设计提供理论依据和指导。

二、风振响应的基本理论风振响应是指在高耸建筑物在风力作用下的振动响应。

风振响应的分析需要考虑风的特性和建筑物的动力特性。

在分析过程中，通常采用风工程学的理论和方法，包括风场模拟、风荷载计算、结构动力学分析等。

其中，结构动力学分析是风振响应分析的核心，需要考虑建筑物的质量、刚度和阻尼等参数。

三、高耸板式塔的结构特点高耸板式塔作为一种特殊的工程结构，具有以下特点：高度较高，结构较为细长；板式结构使得建筑物在水平方向上具有较大的刚度；建筑物的质量分布不均匀，容易造成质量偏心等。

这些特点使得高耸板式塔在风力作用下的振动响应具有特殊性，需要进行专门的分析。

四、高耸板式塔的风振响应分析方法高耸板式塔的风振响应分析方法主要包括以下步骤：1. 风场模拟：采用风工程学的理论和方法，对建筑物所在地的风场进行模拟，得到风速、风向等参数。

2. 风荷载计算：根据风场模拟结果和建筑物的外形，计算建筑物所受的风荷载，包括平均风荷载和脉动风荷载。

3. 结构动力学分析：采用有限元法等结构动力学分析方法，建立建筑物的有限元模型，考虑建筑物的质量、刚度和阻尼等参数，计算建筑物在风力作用下的振动响应。

4. 响应分析：根据结构动力学分析结果，对建筑物的振动响应进行分析，包括振幅、频率、阻尼比等参数的分析。

五、高耸板式塔的风振响应分析实例以某高耸板式塔为例，采用上述方法进行风振响应分析。

首先，对建筑物所在地的风场进行模拟，得到风速、风向等参数。

然后，计算建筑物所受的风荷载。

接着，采用有限元法建立建筑物的有限元模型，并考虑建筑物的质量、刚度和阻尼等参数。

高耸钢塔结构风振响应分析曹丽珍【摘要】本文首先介绍了风荷载模拟基本理论，并按Davenport风速谱理论，借助数值分析软件MATLAB编制谐波叠加法程序，模拟了场地上不同高度处具有空间相关性的钢塔结构的脉动风荷载时程曲线。

在模型降阶的基础上，将模拟得到的风荷载时程加到模型上，利用Newmark-β方法进行风振响应时域计算，通过SAP2000有限元软件模拟计算得到结构的风振响应。

%In-this-paper,-according-to-Davenport-winds-pectrum-theory,-with-numerical-analysis-software-MATLAB-sim-ulation-of-the-preparation-of-the-super-position-of-harmonic-drive-curves-at-different-heights-steel-tower-structure-with-a-spatial-cor-relation-of-fluctuating-wind-loads-on-thevenue.-On-the-basis-of-model-reduction,-based-on-the-simulated-wind-loading-process-when-applied-to-themodel,-using-Newmark-β-method-of-calcu-lating-the-time---domainresponse-of-wind---induced-vibration,-wind-vibration-response-of-structure.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】脉动风模拟;谐波叠加法;Newmark-β方法;动力时程分析【作者】曹丽珍【作者单位】同济大学建筑工程系，上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TU3910 前言高耸钢塔结构是一种特殊结构形式，其结构高度较高、横截面相对较小、横向荷载起主要作用。

基于连续气弹模型的超高烟囱风致响应风洞试验研究梁枢果;周颖;王磊;樊星妍;刘伟;杨威【摘要】以某300 m超高烟囱为例,介绍了将连续气弹模型应用于超高烟囱抗风设计的风洞试验方法和试验结果.选用DEVCON胶剂,采用开模灌胶再拆模的方式,制作了连续壳体气弹模型,模拟了烟囱的几何外形和动力特性;基于刚性模型测压试验,确定了模型表面粗糙条的设置方式,以模拟实际烟囱风荷载的雷诺数效应;将刚性模型雷诺数效应模拟方法应用到连续壳体气弹模型上,对气弹模型进行吹风试验,获得了该烟囱的风致响应.气弹模型试验结果表明:该烟囱在平滑流场会发生一定程度的涡激共振现象,在实际湍流场中没有出现涡激共振现象,但横风向动态位移仍然显著大于顺风向动态位移;将试验结果与既有实测结果进行了对比,检验了该试验数据的可靠性.该试验方式和试验结果可为类似工程的抗风设计提供参考.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)010【总页数】7页(P149-155)【关键词】高柔烟囱;风洞试验;风致响应;连续气弹模型;雷诺数效应【作者】梁枢果;周颖;王磊;樊星妍;刘伟;杨威【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TU312.1;TU317.1超高烟囱的风荷载常常是控制性水平荷载，是影响烟囱结构设计指标的关键因素。

对圆截面高柔结构的风致响应来说，横风向涡激振动往往起主导作用。

半个多世纪以来，国内外高柔烟囱、化工塔等结构因横风向涡激振动而发生破坏的案例屡见不鲜、不曾间断[1-6]。

本文研究对象为某拟建超高烟囱，该烟囱总高300 m，现行规范尚未涵盖此高度的高柔烟囱。

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步，高耸板式塔作为一种重要的建筑结构形式，在各种工程领域中得到了广泛的应用。

然而，由于高耸板式塔通常具有较高的柔性和较低的阻尼比，使其在风荷载作用下容易产生风振响应，对结构的安全性和稳定性造成一定的影响。

因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析和研究具有重要的工程意义。

本文将通过对高耸板式塔的风振响应进行详细的分析和讨论，为实际工程设计和施工提供参考。

二、风振响应的基本理论风振响应是指建筑结构在风荷载作用下产生的振动响应。

其产生的原因主要是风荷载的随机性和结构自身的动力特性。

对于高耸板式塔而言，风振响应的主要形式包括顺风向和横风向振动。

其中，顺风向振动主要由平均风荷载引起，而横风向振动则主要由脉动风荷载引起。

在分析风振响应时，通常采用的方法包括频域分析和时域分析。

频域分析主要通过对结构动力特性和风荷载的频谱特性进行分析，得到结构的振动响应；时域分析则主要通过对风荷载的时程模拟和结构的动力时程分析，得到结构的振动响应。

在实际工程中，通常采用时域分析方法对高耸板式塔的风振响应进行分析。

三、高耸板式塔的风振响应分析针对高耸板式塔的风振响应分析，本文采用时域分析方法，通过建立结构有限元模型和风荷载模型，对结构在风荷载作用下的振动响应进行模拟和分析。

具体步骤如下：1. 建立结构有限元模型。

根据高耸板式塔的实际结构和尺寸，建立精确的结构有限元模型。

在建模过程中，需要考虑结构的几何非线性和材料非线性等因素的影响。

2. 建立风荷载模型。

根据实际气象数据和风场特性，建立合适的风荷载模型。

通常采用脉动风荷载模型来模拟实际风场中的随机性。

3. 进行时域分析。

通过将风荷载模型加载到结构有限元模型上，并进行动力时程分析，得到结构在风荷载作用下的振动响应。

在分析过程中，需要考虑结构的阻尼比、质量、刚度等动力特性对振动响应的影响。

4. 分析结果。

根据时域分析结果，可以得到高耸板式塔在风荷载作用下的顺风向和横风向振动响应。

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔作为重要的工程结构，经常被用于通信、电力、石油化工等各个领域。

由于高耸板式塔的高度和细长结构特点，其风振响应问题显得尤为重要。

风振响应不仅影响结构的安全性，还可能对结构的使用性能和寿命造成影响。

因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析和研究，具有重要的工程实际意义。

二、风振响应基本理论风振响应是指结构在风荷载作用下的动力响应。

对于高耸板式塔这类细长结构，风荷载是主要的外荷载之一。

风振响应分析主要涉及风荷载的特性、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等方面。

风荷载的特性主要包括风的平均风和脉动风。

平均风可以通过气象资料获取，而脉动风的模拟则需要借助风洞试验或数值模拟等方法。

结构的动力特性包括结构的自振频率、振型和阻尼比等，这些参数可以通过模态分析等方法获得。

风与结构的相互作用则涉及到风的绕流、风的分离、风的涡激振动等问题。

三、高耸板式塔的风振响应分析方法对于高耸板式塔的风振响应分析，常用的方法包括频域分析和时域分析。

频域分析主要是通过风的谱特性，计算结构在各阶模态下的响应。

该方法具有计算效率高、易于工程应用的优点。

但频域分析无法考虑风的随机性和结构非线性因素的影响。

时域分析则是通过风的时程数据，直接计算结构在时间域内的响应。

该方法可以充分考虑风的随机性和结构非线性因素的影响，但计算量较大。

对于高耸板式塔这种细长结构，时域分析能够更准确地反映结构的动力特性。

四、高耸板式塔的风振响应分析实例以某高耸板式塔为例，对其风振响应进行分析。

首先，通过风洞试验或数值模拟方法获得风的时程数据。

然后，利用有限元软件建立结构的有限元模型，并进行模态分析，获取结构的动力特性参数。

接着，采用时域分析方法，将风的时程数据加载到结构模型上，计算结构在时间域内的响应。

最后，对计算结果进行分析，评估结构的风振响应性能。

五、结论通过对高耸板式塔的风振响应分析，可以得出以下结论：1. 高耸板式塔的风振响应受风荷载的特性、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等因素的影响。

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔是建筑工程中常见的结构类型，如通讯塔、输电塔以及广播电视塔等。

随着塔的高度增加，其风荷载成为设计和维护时需要考虑的关键因素之一。

风振响应是风荷载作用下的结构动力响应，因此，对高耸板式塔的风振响应分析具有重要意义。

本文旨在深入分析高耸板式塔在风荷载作用下的动力响应，并提出有效的分析和优化设计方法。

二、高耸板式塔的特点与重要性高耸板式塔通常具有高宽比大、刚度较低、且容易受到外界风力作用的特点。

这些特点使得在设计和施工中必须充分考虑风荷载的影响。

此外，随着科技的发展，高耸板式塔在通讯、电力、广播电视等领域的应用越来越广泛，因此对其风振响应的分析显得尤为重要。

三、风振响应的基本理论风振响应是指结构在风荷载作用下的动力响应，包括结构在风荷载作用下的振动、变形等。

其基本理论包括结构动力学理论、风荷载理论以及流固耦合理论等。

在分析高耸板式塔的风振响应时，需要综合考虑这些理论。

四、高耸板式塔的风振响应分析方法（一）现场实测法现场实测法是通过在真实环境中对高耸板式塔进行实测，获取其风振响应数据的方法。

该方法能够直接反映结构的实际响应，但需要投入大量的人力、物力和时间。

（二）数值模拟法数值模拟法是通过建立高耸板式塔的有限元模型，利用计算机进行数值模拟分析的方法。

该方法可以快速、准确地得到结构的响应数据，且成本较低。

本文将重点介绍数值模拟法在高耸板式塔风振响应分析中的应用。

五、数值模拟法在高耸板式塔风振响应分析中的应用（一）建立有限元模型首先，根据高耸板式塔的实际结构尺寸和材料属性，建立其有限元模型。

在建模过程中，需要充分考虑结构的几何非线性和材料非线性等因素。

（二）风荷载的模拟风荷载的模拟是数值模拟法的关键步骤。

通常采用风场模拟和风荷载计算的方法来获取结构表面的风压分布和风荷载大小。

其中，风场模拟可以通过计算流体动力学软件进行，而风荷载计算则可以根据规范或实验数据得到。

第38卷 第4期2010年 4月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)J.H uazhong U niv.o f Sci.&T ech.(N atural Science Edition)Vo l.38N o.4 A pr. 2010收稿日期:2009-07-20.作者简介:黄瑞新(1978-),男,博士研究生,E -ma il:seuhrx @.基金项目:国家/十一五0科技支撑计划资助项目(2006BA J03A04).高耸结构风振响应的M T M D 控制研究黄瑞新a李爱群a,b(东南大学a 土木工程学院;b 混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096)摘要:研究了M T M D 对北京奥林匹克公园中心演播塔在强风作用下风振响应的振动控制效果.基于随机振动理论,利用M .Shinozuka 方法对该塔的脉动风荷载进行数值模拟,得到了6条脉动风荷载时程曲线;利用大型三维空间有限元软件M ID AS/GEN 7.3.0建立了该塔三维模型,并对该塔进行了动力特性分析,同时利用6条脉动风荷载时程曲线,对该塔的风振响应进行了M T M D 振动控制研究,以该塔顶层的风振响应为优化目标,对M T M D 的参数进行了优化研究.结果表明:该塔的加速度风振响应超过了规范的容许值,设置M T M D 后该塔的风振加速度响应有明显的减小;最优参数的M T M D 对该塔的风振加速度响应和位移响应的减振率分别为30.5%和46.0%.M T M D 吸收了大量的能量,对该塔的风振响应有明显的控制作用.关 键 词:高耸结构;脉动风荷载;风荷载数值模拟;风振响应;多重调频质量阻尼器;风振控制中图分类号:T U 311 文献标识码:A 文章编号:1671-4512(2010)04-0109-04MTMD control of wind -induced vibration of high -rise structuresH uang Ruix in a L i Aiqun a,b(a School of Civ il Eng ineer ing;b K ey L abor ator y of R C and PC Structure of M inist ryof Education,Southeast U niversity,Nanjing 210096,China)Abstract :Beijing Olympic Center Broadcast T ow er is taken as a project case to investig ate w ind -in -duced vibration contro l w ith multiple turned mass damper (M TM D)under the fluctuation load.Fir st of all,based on the r ando m vibration theory ,fluctuating w ind load o f this tow er is sim ulated by means of M.Shinozuka method,and 6cor related tim e histo ry curves are obtained.Secondly,by use of finite element so ftw are )M IDAS/GEN 7.3.0,3D finite element m odel of the tow er is created and modal analy sis of the tow er is performed.Utilizing these curves,the vibration co ntro l of the tow er is studied and the o ptimal M TM D co efficients are obtained regarding the w ind -included r esponse of up -per story as optimization objectives.The analysis results show that the max imum peak acceler ation re -spo nse of the to w er under dynamic w ind load is far beyond the allo wable value of the code,the w ind -included r esponses are decreased g reatly w ith MT MD,and,w ith the o ptimal parameter s of M T MD,the peak acceleration and displacement w ind -r esponses o f the upper story are reduced respectively by 30.5%and 46.0%.M TM D dissipates a lar ge amount of input energ y and plays an im portant pole in the w ind -induced vibratio n of the to w er.Key words :high -r ise structures;fluctuating w ind load;simulation o f w ind load;w ind v ibration re -sponse;MT MD;w ind -reduced vibration contro lMT MD 系统是目前高耸结构振动控制中应用较为广泛的一种被动控制装置.国内外很多专家和学者对高耸结构风振响应的M T MD 和TM D 振动控制进行了研究[1~13],已经取得了较好的减振效果.随着数值分析方法的深入研究,风荷载的数值模拟理论取得了很大进展,研究表明,M.Shinozuka 方法得到的脉动风荷载时程样本的统计特征能较好地符合理论值[7].本文依据建筑结构荷载规范GB50009)2001(2006版),运用Matlab 语言并采用M.Shinozuka 方法编制了风荷载数值模拟程序,对该塔结构各层顺向脉动风进行了数值模拟,得到了6条脉动风荷载的时程曲线;利用大型三维空间有限元软件M IDAS/GEN 7.3.0建立了北京2008奥运演播塔三维模型,并对该塔进行了动力特性分析,同时利用6条脉动风荷载时程曲线,以该塔顶层的风振响应为优化目标,对MT MD 的参数进行了优化研究.1 演播塔的动力特性北京奥林匹克中心公园演播塔总高度为135m,沿高度方向共设有6层演播室,顶层兼作V IP观光厅,首层为大厅或演播厅.本研究采用特征向量法(Eig en -vector Ana-l y sis)进行结构的振动模态分析.运用M IDAS/GEN 7.3.0有限元计算分析软件建立结构模型,对结构的动力特性进行了理论分析,得出了结构的100阶自振周期与模态.其中结构前3阶振型(沿2个主轴平动和绕z 轴旋转)的振型参与质量系数列于表1中.表1 演播塔前3阶模态周期及其参与质量系数振型阶次周期/s 参与质量系数/%x 向y 向z 向1 2.500.000.0063.022 1.5268.970.100.0031.490.0970.500.00从上述的计算结果可以发现,第1阶振型以扭转振型为主(绕z 轴),第2阶振型以x 向平动振型为主,第3阶振型以y 向平动振型为主.2 脉动风荷载的仿真模拟采用M.Shinozuka 方法[7]进行风荷载模拟可以概括如下:a .确定脉动风速谱的形式,如Davenport 谱等;b .推导脉动风压规格化功率谱;c .给出相关系数的形式,可以为复数形式,也可以为实数形式;d .计算脉动风荷载功率谱;e .计算每个楼层处的脉动风荷载时程.利用M atlab 语言编程进行风荷载模拟.根据建筑结构荷载规范GB50009)2001(2006版),风荷载参数如下:场地类别为B 类,地面粗糙度系数A =0.16,梯度风高度H T =350m;基本风压w 0=0.50kN/m 2;10m 高度处的平均风速v (10)=28.9m/s;保证系数L =2.25.图1给出了第6层的风荷载时程曲线.图1 第6层的脉动风荷载时程曲线3 M T M D 系统的安放位置MT MD 系统由多个T MD 组成,本研究利用MT MD 系统控制多自由度结构体系,多个T MD 的自振频率相同,并将其调整到被控结构某一振型对应的自振频率的一定范围内,找到最优的TM D 自振频率.采用以下2类T M D 装置.a .支承式TM D.利用7层设备夹层(标高96.75m)的消防用水箱(水箱的内部构造措施可以阻止水与水箱的相对运动)作为TM D 系统的质量,在水箱下部设置4个夹层橡胶垫将水箱与地面完全脱离.以蜂窝式夹层橡胶垫的水平剪切刚度作为T MD 系统的弹簧,保证惯性质量与主体结构振型谐振中有确定的自振周期;用粘滞流体阻尼器为TM D 系统提供阻尼,如图2所示.图2 支承式T M D 布置图b .悬吊式TM D.如图3所示,在该塔南侧两图3 悬吊式T M D 布置图部楼梯的上方(标高约为111.54m)的位置分别设置一个单摆式T MD,将一质量块悬挂于钢丝#110# 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第38卷绳上,粘滞流体阻尼器连接于质量块与角筒结构上,发挥增大阻尼、限制质量块在风荷载及地震时晃动幅度过大的作用.4 M T M D 系统的参数优化由于M TM D 系统的质量固定(支承式T MD 的质量为22t,每个悬吊式T MD 的质量为5t),因此M TM D 系统的设计关键是确定阻尼器的阻尼比N 与频率比f D (M T MD 系统的频率与结构的第2平动频率(第3阶频率)之比).运用MIDAS/GEN 7.3.0程序对该塔在脉动风作用下,未设置M TM D 和设置M TM D 进行了动力时程对比分析.在分析过程中,将M T MD 的频率调整为结构的第2平动频率(第3阶频率)的0.92~1.10倍,优化M TM D 系统的阻尼比(N =1%~4%).在脉动风作用下该塔的加速度a 和位移Y 的响应分别如图4(a)和图4(b)所示.图4 脉动风作用下结构的响应1)N =4%;2)N =3%;3)N =2%;4)N =1%从图4(a)可以看出,随着M TM D 系统的频率比的增大,结构的加速度响应减小;当MT MD 系统的频率达到结构的第2平动频率(第3阶)的1.02倍时,结构的加速度响应达到最小值;之后,结构的加速度响应随f D的增大而增大,随N 的减小而减小.从图4(b)可以看出,随着MT MD 系统的频率比的增大,结构的位移响应减小;当M TM D 系统的频率比达到结构的第2平动频率(第3阶)的1.04倍时,结构的位移响应达到最小值;之后,结构的位移响应随fD的增大而增大,随N 的增大而减小.综合考虑结构的加速度和位移响应,在脉动风荷载作用下,MT MD 系统的最优参数取值:N =2%,f D =1.03.在此条件下,结构的最大加速度响应如图5(a)所示,峰值为0.171m/s 2(未设置MT MD 时,峰值为0.246m/s 2);结构的最大位移响应如图5(b)所示,峰值为6.32mm (未设置MT MD 时,峰值为11.70mm );结构的加速度响应和位移响应的减振率分别为30.5%和46.0%.图5 结构的响应曲线未设置MT MD 时,该塔的风振响应的能量图6 结构的能量时程曲线时程曲线如图6(a)所示(图中E 表示能量),可以看出,脉动风荷载的输入能量是由结构的动能、势能和阻尼耗能来平衡的;设置MT MD 时,该塔的#111#第4期 黄瑞新等:高耸结构风振响应的M T M D 控制研究风振响应的能量时程曲线如图6(b)所示,从中可以看出,脉动风荷载的输入能量是由结构的动能、势能、阻尼耗能和阻尼器耗能来平衡的,其中阻尼器吸收了大量能量,占输入能量的28.2%,是一种较好的耗能装置.参考文献[1]黄瑞新,李爱群,张志强,等.北京奥林匹克中心演播塔T M D 风振控制[J].东南大学学报:自然科学版,2009,39(3):519-524.[2]张志强,李爱群,贾 洪,等.粘滞流体阻尼器对电视塔的风振响应控制[J].东南大学学报:自然科学版,2007,37(6):1018-1022.[3]张志强,李爱群,蔡丹绎,等,合肥电视塔的人造脉动风荷载的仿真计算[J].东南大学学报:自然科学版,2001,31(1):69-73.[4]张志强.合肥电视塔风振及地震响应的振动控制研究[D].南京:东南大学土木工程学院,2003.[5]Kw ok K C S.Ful-l sca le measurement o f w ind -inducedresponse of Sy dney to wer [J].J of Wind Eng ineer -ingand I ndustr ial Aer odyamics,1983,14(1-3):307-318.[6]Shinozuka M ,Deo datis G.Simulatio n o f stochast icpro cess by spectral representatio n[J].Applied M e -chanics Review ,1991,44(4):191-203.[7]李春祥,熊学玉,王肇民.结构-M T M D 系统的动力特性研究[J].振动与冲击,1999,18(4):50-54.[8]Song T T ,Darg ush G F.P assiv e energ y dissipationsystem in str ucture eng ineering [M ].N ew Y ork:John Wiley &So ns,1997.[9]Song T T ,Spencer B F.Supplemental ener gy diss-ipat-i on:state -o f -the art and state -of -the pr actice[J].Eng Sruct,2002,24(3):243-259.[10]H oang N ,W arnitchai P.Desig n of mult iple tunedmass dampers by using a numerical o ptimizer [J].Earthquake Eng Struct Dyn,2005,34(2):125-144.[11]郑 罡,高赞明,倪一清.高层建筑M T M D 风振控制的参数优化[J].振动与冲击,2004,23(3):117-120.[12]Nag arajaiah S,Sonmez E.Structures w ith sem-i ac -tiv e var iable st iffness single/multiple t uned mass damper s[J].J Str uct Eng,2007,133(1):67-77.[13]李爱群.工程结构减振控制[M ].北京:机械工业出版社,2008.(上接第104页)rectang ular tank due to the liquidslo shing [J].Ocean Engineer ing ,2005,32:1503-1516.[6]A kyildiz H ,&U nal E.Slo shing in a t hr ee -dimensio nalrectangular tank:numerica l simulation and ex per -i mental validation[J].Ocean Eng ineering ,2006,33:2135-2149.[7]Biswal K C,Bhattacha ry ya S K ,Sinha P K.N on -lin -ear sloshing in par tially liquid filled co nt ainers w ithbaffles[J].Int J N umer M et h Eng,2006,68:317-337.[8]L iu D M ,L in P Z.T hr ee -dimensional liquid slo shingin a tank w it h baffles[J].Ocean Eng ineering ,2009,36:202-212.[9]Faltinsen O M.A numer ical nonlinear metho d o fslo shing in t anks w ith t wo -dimensional flow [J].J Ship Res,1978,22:193-202.#112# 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第38卷。

高耸结构的振型分析及应用[摘要]分析了高耸结构的振型和自振周期的计算方法，及其在实际工程中的应用。

[关键词] 烟囱振型系数自振周期Abstract: analyze the calculation methods of vibration shape of the high building and tower structure, and its application of real projectKeywords: chimney, coefficient of vibration shape, period of vibration近些年来，我国高层与超高层建筑及各种高耸结构不断在各地涌现，对于专业结构设计来说，建筑物高度的不断增加，意味着建筑物所承受的竖向荷载（自重产生的压力）及水平荷载（风和地震引起的弯矩和剪力）大幅度增长，建筑物的构件截面也随之增大。

因此，建筑物的精确受力分析愈发重要。

现代高层和超高层建筑物往往高而细，外形相对规则简单，我们可以把它看作是质量分布均匀的等截面悬臂弯曲型构件，据此分析构件在风荷载和地震荷载作用下的动力特性，也就是要精确计算建筑物的自振周期和振型（振型系数）。

求出上述两个系数，我们也就得到了建构筑物所承受的风荷载和地震荷载，进而可以进行构件的强度与变形的计算。

据结构力学中多自由度体系的自由振动一节可知，体系主振型[Y]的齐次方程为（[δ][M]- λ[I]）[Y]=[0] （柔度法）（a）式中[δ]—体系的柔度矩阵[M]—体系的质量矩阵[I]—单位矩阵[Y]—自振频率对应的主振型λ—，ω指体系的自振频率，s2[δ]= ，[M]=由此可得体系的频率方程为|[δ][M]- λ[I]|=0其展开形式如下由此得到关于λ的n次代数方程，可解出n个根λ1、λ2、……λn。

因此可求出体系的n个频率ω1、ω2、……ωn，最后求出与频率ωi相应的主振型[Yi]。

下面我们采用迭代法来确定多自由度体系的主振型和频率。

高耸烟囱风致响应精细化计算方法
孙梦然;刘仰昭;戴靠山;丁志斌;尹业先
【期刊名称】《土木与环境工程学报（中英文）》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应,其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主,横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主,准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。

在Tamura提出的二维平面尾流振子模型的基础上进一步推导,将该模型成功运用在三维结构上,提出可用于实际工程结构的有限元迭代计算方法,为高耸烟囱类结构横风向涡振响应的计算提供了新的方法。

此外,基于结构的固有模态坐标,建立了适用于高耸烟囱耦合抖振响应分析的有限元CQC频域计算方法,并将频域计算结果与时域计算结果对比。

结果表明:有限元迭代计算方法可以有效地计算三维烟囱的涡振响应,烟囱抖振响应频域计算和时域计算结果吻合良好。

【总页数】12页(P117-128)
【作者】孙梦然;刘仰昭;戴靠山;丁志斌;尹业先
【作者单位】四川大学建筑与环境学院;四川大学深地科学与工程教育部重点实验室;四川大学破坏力学与防灾减灾四川省重点实验室;山东电力建设第三工程公司【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3
【相关文献】
1.基于风时程模拟的高耸结构风致响应有限元分析
2.高耸烟囱在高温作用下的风振响应分析
3.高耸烟囱风致振动的TPIMS减振数值分析
4.高耸钢筋混凝土烟囱风致易损性研究
5.高耸烟囱结构竖向地震响应的模型试验研究及分析
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