[發(fā)明專利]一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710368008.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107291985B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯世堂;朱鵬;王浩;杜凌云;余瑋;余文林;徐璐;王曉海
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發(fā)明公開了一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于包含以下步驟：選定目標(biāo)冷卻塔，足尺建立N個(gè)典型施工工況冷卻塔實(shí)體模型并進(jìn)行大渦模擬，獲得各施工工況結(jié)構(gòu)表面脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程。分別進(jìn)行各工況風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程分析，并以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出N個(gè)典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值。通過數(shù)值模擬獲得N個(gè)典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值，擬合給出冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)數(shù)值變化的取值公式。根據(jù)提出的冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)擬合公式，可精確獲得該冷卻塔各施工模板層對應(yīng)風(fēng)振系數(shù)取值。本發(fā)明計(jì)算精確、便捷實(shí)用、科學(xué)合理等優(yōu)點(diǎn)，有望在冷卻塔結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)振系數(shù)取值方法，特別是一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法。

背景技術(shù)

大型冷卻塔是以承受風(fēng)荷載為主的高聳空間薄殼結(jié)構(gòu)，是工業(yè)領(lǐng)域尤其是火電廠和核電站的重要冷卻工藝設(shè)施，其結(jié)構(gòu)主體是由塔筒、支柱和環(huán)基構(gòu)成，并以旋轉(zhuǎn)軸對稱的高大塔筒最為矚目。風(fēng)荷載是此類大型冷卻塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載，其結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能研究是風(fēng)工程領(lǐng)域最為傳統(tǒng)的研究內(nèi)容。

隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整與電力建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，一批超出規(guī)范高度限值、突破世界記錄的超大型冷卻塔陸續(xù)興建，例如已建成的寧夏方家莊電廠(210m)，在建的山西潞安長子高河電廠(220m)、陜西彬長電廠(210m)及內(nèi)蒙古土默特右旗電廠(210m)等一系列超大型冷卻塔，其高度的增加，進(jìn)一步導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)剛度與穩(wěn)定性的下降，且延長了結(jié)構(gòu)的施工周期。同時(shí)，由于冷卻塔一般采用翻模或爬模法施工，工期最快為三天兩層模板，這導(dǎo)致了塔筒至少需要180天(半年)才可以施工完成封頂，并且是在沒有考慮下雨或低溫等因素影響的情況。隨著超大型冷卻塔高度與壁厚的增長及塔筒半徑的增大，整體結(jié)構(gòu)的施工需要花費(fèi)更長的時(shí)間。由于施工狀態(tài)的冷卻塔結(jié)構(gòu)體系不斷改變且尚未形成最終狀態(tài)，對于各施工階段冷卻塔靜風(fēng)響應(yīng)與風(fēng)振響應(yīng)影響未有定論，可能會(huì)出現(xiàn)比成塔更為不利的狀態(tài)。

因此，有必要提供一種可以為大型冷卻塔的抗風(fēng)設(shè)計(jì)及規(guī)范修訂提供參考的冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：選定目標(biāo)冷卻塔；

步驟二：足尺建立N個(gè)典型施工工況冷卻塔實(shí)體模型并進(jìn)行大渦模擬，獲得N個(gè)典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)表面脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程；

步驟三：建立N個(gè)典型施工工況冷卻塔的有限元模型，并分別進(jìn)行風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程分析；

步驟四：獲得各典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)內(nèi)力或位移響應(yīng)時(shí)程；

步驟五：以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出N個(gè)典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值；

步驟六：針對冷卻塔成塔(施工封頂狀態(tài))結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛體測壓風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得外表面風(fēng)壓時(shí)程并進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)時(shí)程分析，獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)程，并以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出冷卻塔成塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值；

步驟七：將數(shù)值模擬N個(gè)典型施工工況中冷卻塔成塔結(jié)構(gòu)得到的風(fēng)振系數(shù)結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證數(shù)值模擬計(jì)算的正確性與可行性；

步驟八：根據(jù)數(shù)值模擬獲得N個(gè)典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值，擬合給出冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)數(shù)值變化的取值公式；

步驟九：根據(jù)本發(fā)明提出的冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)擬合公式，給出冷卻塔各施工模板層風(fēng)振系數(shù)取值。

進(jìn)一步地，所述步驟一中目標(biāo)冷卻塔為自然通風(fēng)雙曲線型鋼筋混凝土冷卻塔。