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冷却塔结构设计极值风压分布

发布于:2022-10-24 14:33:24 来自:建筑结构/结构资料库 [复制转发]

研究进展和要点简介:

结构设计中荷载的精确计算非常重要,本文主要探讨了冷却塔极值风压分布取值,主要贡献如下:

1)探讨了Sadek-Simiu方法对非高斯风压样本的适用性;
2)考虑了湍流度对于脉动风压分布的影响,并采用考虑相关系数和峰值因子的极值荷载定义方法进行量化;
3)推荐了冷却塔实测单塔极值风压分布阈值,并与规范进行对比,对于工程设计具有借鉴意义。

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1 风荷载量化方法

自然风包括平均风和脉动风,对于风荷载的量化至关重要,对于极值荷载本文采用考虑峰值因子和相关系数的方式进行量化。

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2 冷却塔绕流非高斯特征

自然界随机现象往往服从高斯特征,但风场环境由于湍流存在其不再服从高斯特征,冷却塔扰流非常明显,如果对于非高斯随机场采用高斯方法处理往往是对于其极值的偏小估计。下图为冷却塔风压非高斯区域。

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3 峰值因子取值探讨

峰值因子取值对于脉动风压的量化非常重要,对于冷却塔结构扰流出现明显的非高斯特征。本文采用Davenport法、Sadek-Simiu法和概率保证法探讨不同取值方法的差异,下图为Sadek-Simiu法中的“转化过程法”。

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那到底这三种方法的差异有多大,如下图所示,很明显对于这种高斯特征采用Davenport法偏小估计,而Sadek-Simiu法与概率保证法非常接近,下文采用Sadek-Simiu法展开极值风压讨论。

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4 环向荷载相关系数探讨

冷却塔环向所有压力点不可能同时达到最大,考虑各测点之间的相关性,对于极值风压的合理估计非常重要。下图为不同紊流度下各测点与阻力和升力系数的相关系数。

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风荷载对于冷却塔设计如此重要,冷却塔的极值风荷载到底是怎样的,我们迫不及待的进入分析环节

一、风洞试验分析紊流度对极值风压的影响

下图为分析紊流度对于平均风压和脉动风压的影响,以及对应峰值因子和相关系数的影响。发现紊流度对于脉动风压分布影响显著。

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a) 平均风压

b) 脉动风压

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c) 相关系数

d) 峰值因子

下图为对应极值风压分布的影响结果,其中相关系数分别采用对于阻力系数和升力系数,发现考虑相关系数和峰值因子得到的极值风压分布在不同紊流度下的结果相差较小。

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a) 阻力相关

b) 升力相关

二、现场实测

同济大学风工程团队在徐州展开实测,冷却塔场址和现场实测如下图所示

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以下为本次现场实测采集数据信息,第一张图为每个时间段的主要来流角度,第二张图主要为测量高度10min平均风速。

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下图为现场实测的平均风压和脉动风压分布结果。

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二、现场实测极值风压分布

下图为现场实测得到的极值风压分布结果,可以发现其与英国规范比较接近,与中国规范和德国规范相差较大,取值偏小。

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知识点:冷却塔结构设计

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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