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钢结构烟筒怎样设计有防风作用?

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发表于 2016-8-11 17:17:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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 钢结构烟囱上有风荷载作用时,会在烟囱两侧背后产生交替的漩涡,且将由一侧然后向另一侧交替脱落,形成卡门涡列,卡门涡列的发生会使建筑物表面的压力呈周期性变化,作用方向与风向垂直,称为横风向风振,振动伴随着漩涡的出现而产生强迫振动,一旦振动增强,又会有由振动控制的涡流发生,钢结构发生剧烈共振,表现出自激振动的特性。
  钢烟囱发生横风向风振现象在实际工程中时有发生,特别是烟囱刚度较小时,临界风速一般小于设计的最大风速,因此,临界风速出现的概率较大,一旦临界风速出现,涡流脱落的频率与烟囱的自振频率相同,烟囱就会发生横风向共振。
  横风向风振带来的危害很大:1)由风振产生的惯性力在结构中引起附加应力;2)由于风振反应发生的频度较高,有可能使钢结构产生疲劳效应。
  横风向风振对烟囱会产生较大的作用效应,因此,在设计中应尽量避免出现共振现象,如果不能完全避免,应使共振产生的作用效应值很小为宜。
  1)当Re<3.5×106,且vH>vcr,j时,可发生亚临界的微风共振。可在构造上采取防振措施或控制结构的临界风速vcrj不小于15m/s,例如可以采取增加竖筋板,增加烟囱的刚度等措施。
  2)当在设计过程中,还可以通过采取改变钢结构烟囱的自振周期,在适当高度增加烟囱的水平支点;使用烟囱振阻尼器适当减轻风振的影响,减小风振带来的破坏等措施来减弱横风向风振。如果在调整烟囱刚度后难以达到目的,可在烟囱上部设置破风圈也是一种有效的解决办法。

  3)为了增加烟囱稳定,烟囱可以采取拉索、塔架等辅助支撑结构。 

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