[发明专利]一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法

说明书

本发明公开了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：选定目标冷却塔，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，获得各施工工况结构表面脉动风压时程。分别进行各工况风振动力响应时程分析，并以迎风面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。通过数值模拟获得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。根据提出的冷却塔施工全过程风振系数拟合公式，可精确获得该冷却塔各施工模板层对应风振系数取值。本发明计算精确、便捷实用、科学合理等优点，有望在冷却塔结构抗风设计领域得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种风振系数取值方法，特别是一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法。

背景技术

大型冷却塔是以承受风荷载为主的高耸空间薄壳结构，是工业领域尤其是火电厂和核电站的重要冷却工艺设施，其结构主体是由塔筒、支柱和环基构成，并以旋转轴对称的高大塔筒最为瞩目。风荷载是此类大型冷却塔结构设计的控制荷载，其结构抗风性能研究是风工程领域最为传统的研究内容。

随着我国能源结构的调整与电力建设事业的飞速发展，一批超出规范高度限值、突破世界记录的超大型冷却塔陆续兴建，例如已建成的宁夏方家庄电厂(210m)，在建的山西潞安长子高河电厂(220m)、陕西彬长电厂(210m)及内蒙古土默特右旗电厂(210m)等一系列超大型冷却塔，其高度的增加，进一步导致了结构刚度与稳定性的下降，且延长了结构的施工周期。同时，由于冷却塔一般采用翻模或爬模法施工，工期最快为三天两层模板，这导致了塔筒至少需要180天(半年)才可以施工完成封顶，并且是在没有考虑下雨或低温等因素影响的情况。随着超大型冷却塔高度与壁厚的增长及塔筒半径的增大，整体结构的施工需要花费更长的时间。由于施工状态的冷却塔结构体系不断改变且尚未形成最终状态，对于各施工阶段冷却塔静风响应与风振响应影响未有定论，可能会出现比成塔更为不利的状态。

因此，有必要提供一种可以为大型冷却塔的抗风设计及规范修订提供参考的冷却塔施工全过程风振系数取值方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷却塔施工全过程风振系数取值方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

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；

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；

步骤六：针对冷却塔成塔(施工封顶状态)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；

步骤九：根据本发明提出的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。

进一步地，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。