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考虑风场相关性的冷却塔随机风振响应分析

作　者: 李旭
导　师: 李晓文
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 随机风振响应虚拟激励法风速时程频域分析时域分析风振系数动力可靠度
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

双曲冷却塔多应用于电力、石油、核能、采矿等行业。随着我国经济快速发展,各种超大冷却塔也开始大量兴建。由于这类薄壳旋转结构具有质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率低等特点,风荷载便成为控制结构设计的主要荷载之一。但现行的规范中只针对高度小于165m的冷却塔提出了规定,对高于165m的则没有提及。因此,对超出规范规定的超大冷却塔开展风振响应研究是很有必要的。风振响应计算理论主要分为频域法和时域法两种分析方法,本文分别在频域和时域中分析了超大冷却塔结构风振响应并进行了对比,并在以上基础上进行了抗风动力可靠度计算。具体工作如下:1.冷却塔风振响应频域分析。本文分别给出了风振响应的CQC法和虚拟激励法(PEM),并比较了两者的优劣。介绍了虚拟激励法在有限元软件ANSYS中实现的方法,并将其应用在冷却塔的风振响应分析中,得到了冷却塔的在随机风荷载作用下的位移响应功率谱和位移均方差,结果表明冷却塔低阶模态振型对结构响应有着较大的贡献。2.冷却塔风振响应时域分析。采用线性滤波器的自回归模型(AR)对冷却塔进行风速时程进行了模拟,获得了冷却塔壳体各节点的风压时程数据。借助有限元方法对冷却塔的风振响应进行分析,计算得到位移风振系数,为冷却塔的设计提供了一定的参考;最后把频域分析与时域分析计算结果进行了比较,两者结果比较吻合。3.冷却塔抗风动力可靠度分析。在冷却塔进行的随机风振响应分析的基础上,基于首次超越准则对其进行了抗风动力可靠度计算,结果表明在给定的条件下冷却塔具有一定的可靠度。

考虑风场相关性的冷却塔随机风振响应分析

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