[发明专利]一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法

权利要求书

1.一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：选定目标冷却塔；

步骤二：足尺建立N个典型施工工况冷却塔实体模型并进行大涡模拟，获得N个典型施工工况冷却塔结构表面脉动风压时程，N为大于1的自然数；

步骤三：建立N个典型施工工况冷却塔的有限元模型，并分别进行风振动力响应时程分析；

步骤四：获得各典型施工工况冷却塔结构内力或位移响应时程；

步骤五：以迎风面0°子午向轴力为目标给出N个典型施工工况冷却塔结构风振系数取值；响应风振系数的计算公式具体如下：

式中：β_Ri表示结点i的响应风振系数，R_i、R_ei、R_fi分别为结点i的总响应、平均响应和脉动响应，g为节点i的峰值因子；

步骤六：针对冷却塔成塔结构进行刚体测压风洞试验，获得外表面风压时程并进行风振响应时程分析，获得结构响应时程，并以迎风面0°子午向轴力为目标给出冷却塔成塔结构风振系数取值；

步骤七：将数值模拟N个典型施工工况中冷却塔成塔结构得到的风振系数结果与风洞试验结果进行对比，验证数值模拟计算的正确性与可行性；

步骤八：根据数值模拟获得N个典型施工工况冷却塔结构风振系数取值，拟合给出冷却塔施工全过程风振系数数值变化的取值公式；冷却塔施工全过程风振系数拟合公式为：

其中，β₀为成塔风振系数数值，x为施工模板层数，y为模板层数对应的风振系数取值，A、B、C为常数；

步骤九：根据所述冷却塔施工全过程风振系数拟合公式，给出冷却塔各施工模板层风振系数取值。

2.按照权利要求1所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述步骤一中目标冷却塔为自然通风双曲线型钢筋混凝土冷却塔。

3.按照权利要求1所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述步骤二具体为，采用Rhino软件建立N个典型施工工况冷却塔三维实体模型，采用CFD大涡模拟方法获得N个典型施工工况冷却塔三维气动力时程。

4.按照权利要求1所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述步骤三具体为，应用有限元软件ANSYS建立N个典型施工工况冷却塔结构的有限元模型，各工况有限元模型建立后，加载CFD数值模拟获得的各施工工况对应的结构表面风压时程，进行风振时程动力分析。

5.按照权利要求1所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述步骤四中，通过结构的风振动力响应分析，采用APDL命令流程序提取N个典型施工工况各单元的子午向轴力与环向弯矩变化时程，及典型位置节点的径向位移变化时程。

6.按照权利要求1所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述步骤五中，采用《工业循环水冷却设计规范》GB-T 50102-2014中相同的以迎风面0°子午向轴力为目标给出N个典型施工工况冷却塔结构风振系数取值。

7.按照权利要求4所述的一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法，其特征在于：所述冷却塔结构的有限元模型，塔筒及顶部刚性环采用空间壳单元建模，下部X型柱与环基采用空间梁单元模拟，塔筒与支柱通过多点约束单元耦合方式连接，有限元计算模型的总体坐标系以沿高度方向为Z轴，水平向对称结构分别为X轴和Y轴，其中X轴为顺风向，Y轴为横风向。