壳 – ASME 冷却塔受静力风荷载
冷却塔抗风荷载
冷却塔抗风荷载
冷却塔在设计和运行过程中需要考虑到来自风荷载的作用。
风荷载是指风对冷却塔结构产生的压力和力矩，对冷却塔的结构稳定性和安全性有重要影响。
冷却塔抗风荷载的考虑主要包括以下几个方面：
1. 风荷载的计算：根据冷却塔的特点和工作环境确定设计风速，并根据国家规范或标准计算风荷载的大小。
风荷载的计算通常考虑静风压和动态风荷载两种情况。
2. 结构稳定性：冷却塔在受到风荷载作用时，结构需要具备足够的抗倾覆和抗倾倒能力，以确保塔体稳定安全。
3. 结构刚度：冷却塔的结构刚度对抗风荷载也有重要影响，较大的刚度可以提高结构的稳定性和抗风性能。
4. 考虑风向变化：冷却塔的设计要考虑到不同方向的风荷载作用，特别是在多风向条件下需要综合考虑各种情况。
5. 风洞试验：对于大型、高度较高的冷却塔，可以进行风洞试验来验证风荷载计算的准确性和可行性，并进行结构优化。
综上所述，冷却塔的抗风荷载设计需要综合考虑风荷载的大小、结构稳定性、结构刚度和风向变化等因素，以确保冷却塔的结构安全和稳定。
超大型双曲冷却塔风荷载作用影响研究
性 质 ， 要按 随机 振动 理论 进行 结构 动力 分析 。不 管 需
是 风荷 载 中的平 均风 还是 脉动 风 ， 可 能会对 冷 却塔 都
造成危 害 ， 甚至倒 塌 ， 因此 对 冷 却 塔 风荷 载 影 响作 用 的研究 具有 重要 的实 际意 义 Ｊ 。
就越 高 ， 形成 大压 力差 的蒸 汽 就要使 汽轮 机末 级 叶 要
备使用 ， 其运行性能对 电站 的安全经济运行有重要的影 响。其 中自然通 风逆流式双 曲冷 却塔是 目前国 内火力 发电厂 中应 用最为 广泛的 一种冷却塔结构形式 ， 其热力性能受周边环境因素影响较 大， 在结构方面尤其在受到侧 向风荷 载的作用 下使 得冷却塔 】部 ＿ 二 通风塔筒受力极不均匀 。文章通过采用 Ａｎｙ 有 限元数值模拟分析的方法 ， ｓｓ 采用 ｂａ ｅｍ４和 ｓｌ ６ ｏｉ ５两种单元对冷却塔整体结构进 ｄ 行三维建模 ， 并对其进行在风荷载作用下的线性静力分 析和屈 曲分析 。风荷载对 于结构的影响相 对于其他结构来 说 ， 变截 面双 曲 钢筋混凝 土薄壳结构对脉动风荷载的影响更为敏感 ， 在设计 中不仅需要验算其结构的抗 风性能 ， 且对其之 间的相互干扰效应 故 并
也 要 引起 足够 的重 视 。
关键词 ： 冷却塔 ； 数值模拟 ； 计算风工程 ； 有限元分析
中 图 分 类 号 ： Ｕ３２ １ Ｔ １． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３５ ８ （０ ２ ０—２ ８０ １ ７—７ １２ １ ）３０ ９ ３
随着 我 国经济 的迅 速发展 ， 工业 生产 与人类 日 在
壳体动 一）男 安徽 含山人 ， 合肥工业大学硕士生 ２８ 《 ９ 工程与建设》 ２ １ ０ ２年第 ２ ６卷第 ３ 期
方法论
方法论设计了一系列测试问题或算例来验证程序的不同单元和分析功能。
将SAP2000的结果与手算结果，例如手算结果、理论的或已出版的结果以及其他的结构/有限元程序，进行了比较。
在各个例子中给出了SAP2000与手算结果的对比。
为使SAP2000的结果真实有效，将这些测试算例在一个PC 平台运行。
使用Dell 电脑，Pentium III 处理器，512内存，Windows XP 操作系统。
接受准则按下面三种状态描述SAP2000验证算例与手算结果的比较关系。
¾ 精确的：对所有典型SAP2000输出结果的有效数字与手算结果的有效数字，SAP2000和手算结果没有差别。
¾ 可接受的：对力、弯矩和位移值，SAP2000结果与手算结果的差别在5%以内。
对内力和应力值，差别在10%以内。
对实验结果，SAP2000结果与手算结果的差别在25%以内。
¾ 不可接受的：对力、弯矩和位移值，SAP2000结果与手算结果的差别超过5%。
对内力和应力值，差别超过10%。
对实验结果，SAP2000结果与手算结果的差别超过25%。
一般按如下公式计算结果差别：差别百分比 =- 1SAP2000 结果手算结果100算例安排按算例中用到的结构单元类型，将所有算例分为六组。
表1定义了这六个组，显示了各组的编号系统，列出了各组的汇总表名称。
表 1: 算例问题分组组测试的结构单元算例编号汇总表1 框架1-001, 1-002, … , 1-xxx 表 2-12 壳2-001, 2-002, … , 2-xxx 表2-23 面3-001, 3-002, … , 3-xxx 表2-34 轴对称实体4-001, 4-002, … , 4-xxx 表2-45 实体5-001, 5-002, … , 5-xxx 表2-56 连接6-001, 6-002, … , 6-xxx 表2-6如表1所示，表2-1至2-6按六类总结了验证算例。
冷却塔塔筒内力影响面与风荷载效应分析
冷却塔塔筒内力影响面与风荷载效应分析张军锋;田家安;辛思远;赵林【摘要】以某大型双曲冷却塔为例,借助塔筒内力的影响面,分析了表面荷载对塔筒内力的影响,便于理解塔筒表面风压分布与内力的关系.研究发现:冷却塔的环向内力和子午向弯矩的影响面具有显著的局部效应,即上述内力仅受所在位置附近荷载的影响;子午向轴力影响面的局部性最弱,即受到整个塔筒高度范围荷载的影响;剪力和扭矩则介于上述两者之间;各个内力影响面的局部性在环向的表现较子午向更为明显,都主要受左右两侧各60°环向范围荷载的影响.正因塔筒内力影响面在环向的局部性,使风荷载作用下的内力环向分布表现出与风压分布类似的特征.%Studies were focused on the influences of shell load on the shell internal forces of hyperbolic cooling towers,and the influence surfaces of internal forces were employed in the illustration.It was found that the influence surfaces of latitude axial force,latitude moment and meridian moment show the striking local effect,or these internal forces are just influenced by the pressure around their locations.The influence surface of meridian axial force shows the minor local effect,or it would be influenced by the pressure along the shell height.The shear force and torque moment are between the former two conditions.Furthermore,the local effects are more profound in latitude than in meridian direction.Due to the latitude local effect of influence surfaces for all internal forces,the latitude distributions of wind pressure and internal forces show great similarities.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】5页(P95-99)【关键词】双曲冷却塔;塔筒内力;影响面;风荷载效应【作者】张军锋;田家安;辛思远;赵林【作者单位】郑州大学土木工程学院,郑州450001;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;郑州大学土木工程学院,郑州450001;郑州大学土木工程学院,郑州450001;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文0 引言冷却塔在施工和运行过程中仅承受自重、施工、温度、地震和风共6类荷载,其中风荷载是冷却塔的设计控制荷载,且风荷载也是塔筒仅有的直接荷载作用。
SAP2000 软件校核及算例
¾ 框架的半刚性端部释放，包含： 剪力半刚性 弯矩半刚性
¾ 框架对象重力荷载的应用
采用 Roark and Young 1975 一书表 3 中 96 页的 1a 项和 98 页的 2a 项的梁挠度公 式分别计算。
一般按如下公式计算结果差别：
SAP2000 结果
差别百分比 = 100
手算结果
-1
方法论 - 1
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
R
Software Verification
PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
算例安排 按算例中用到的结构单元类型，将所有算例分为六组。表 1 定义了这六个组，显 示了各组的编号系统，列出了各组的汇总表名称。
结论 框架 面单元 – 壳、面和轴对称实体 实体 连接
索引
内容 - 5
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
R
Software Verification
PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
介绍
本文档提供用于校验 SAP2000 程序不同功能的例题。这些例题可以证明程序在各 个方面应用，符合 10CFR50 以及其他国际质量认证标准，如 ISO9000 标准的要 求。
使用者必须明确了解程序的假定并必须独立地核查结果。
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
中欧规范中冷却塔结构设计风荷载规定的探讨
／ １ ６ ０ ０， 但不得小 于 ０ ． ３ ｋ Ｎ ／ ｍ 。Ｖ Ｇ Ｂ导则 采用 阵风 （ 脉动风 ）
（ ＝ ） 。我 国规 范的 ／ ｚ ： Ｗ ０ 与 Ｖ Ｇ Ｂ中的 ｑ （ ） 相 冷 却塔 结构设计 中采用 的规 范主要为 德 国的 Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ 风速产 生的风压 ｑ
：Ｖ ｏ （ Ｚ ／ ｌ Ｏ ） 。 （ ３ ）
对应 Ｉ， Ⅱ类 场 地 ， 计 算 平 均 风 速 时指 数 分 别 为 ０ ． １ ２ ， ０ ． １ ６ 。选取 Ｖ Ｇ Ｂ导则 中德 国 Ｉ， Ⅱ类 场地 ， ４区风速 和 风压 的计
２ 中国和 欧洲 规范 对 比
见表 １ 。分别按 两国规范计算风压值 ， 表 ２为计算 结果 的 根据气象部 门对 风的大量 实际观测 资料 ， 通常风 分为平 均风 算公式 ， 对 比情况 。 Ｉ， Ⅱ类场地分别对应于我 国规 范中的 Ａ， Ｂ类 地面粗 （ 稳定风 ） 和脉动风 （ 阵风） 来 进行分 析。平均 风是在 给定 的时 间 随着 高度 的增加 ， 两种方 式计 算 出来 间隔内 ， 把风对 建筑物 作用 的速 度 、 方 向以及其 他 物理量 都看 成 糙 度类别 。从 中可 以看 出 ， 不 随时间变化 的量 ， 周期 比较长 ， 远远大 于一般结 构 的 自振周 期 ， 的和高度相关 的风压值 的比值 减小。 其 作用性质相 当于静力 。脉动风是 由于 风的不规 则性 引起 的 ， 其 速度和方 向是 随时间 和空 间变化 的 ， 具有 很强 的随 机性 ， 周 期 常 在几秒左右 ， 其 作用性质完全是动力 的。《 工业》 对冷却塔 的风荷
中德冷却塔结构设计规范风荷载作用比较分析
βＧ ＝φｚ·φ
（３）
式中：βＧ 为经换算后 的 德 国 规 范 等 效 风 振 系 数；φｚ
为 等 效 阵 风 系 数，φｚ ＝ｑｂ／ｑｍ （阵 风 风 压／平 均 风
压）；φ 为德国规范中动力放大系数．
等效 阵 风 系 数 φｚ 为 塔 筒 高 度 （Ｚ 方 向 ）的 函
数，动力放大系数φ 与 冷 却 塔 外 形 尺 寸、顶 部 阵 风
为 了 便 于 比 较 ，现 定 义 ：
图 １ 风 压 分 布 系 数 比 较 图
９０°～１８０°之 间 为 水 平 段，中 国 规 范 该 段 平 均 值为－０．４，德国规范 取 恒 值 －０．５．德 国 规 范 直 接 给 出 了 各 种 表 面 粗 糙 度 下 塔 筒 横 截 面 阻 力 系 数 ，中
ＣＨＥＮ Ｓｈａｏｘｉｏｎｇ，ＹＡＮＧ Ｊｕｎｑｉｎｇ，ＰＡＮ Ｘｉｎ，ＺＨＵ Ｑｉａｎｌｉａｎｇ，ＨＥ Ｚｈｉｇａｎｇ
（Ｈｕｎａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｌｏａｄ ｕｎｄｅｒ Ｃｈｉｎａ’ｓ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ （ＧＢ／Ｔ５０１０２－２００３）ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｇｅｒｍａｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ （ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ＶＧＢ－Ｒ ６１０Ｕｅ）．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｎｄ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｃｏｄｅｓ ａｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｌｏａｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｄｅｓ ａｒｅ ｃａｌｃｕ－ ｌａｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｌｏａｄ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｏｒ ｓｔｕｄｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ；ｗｉｎｄ ｌｏａｄ；ｇｕｓｔ ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ
大型冷却塔结构的等效静力风荷载
用这种方式来处理其他结构的风振问题． 冷却塔的相关 规范 ５中也是采 用该方 法给 出不 同场地 的阵 风荷载 ］
因子来考虑结 构 的风振 和风荷载 问题． 然而 ， 于大型 对 冷却塔结构 ， 越来越 多的研 究［７表明其风振 问题存在 ６３ —
ｍｅ ｏ ．Ａｔ ａｔ ｈｅ ｏ ｌ ｈ ｔ ｄ ｌｓ ｔ ｔｔ Ｅ ｉ ｂ ｉｅ ｗ ｔ ｌ ｅｒｔ ａ ＷＬ ｓ ｏ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｈ ｉ ａｉｙ ｎ ｏ ｃｍｂｎ ｔ ｎ ｏ ｂ ｃ ｇｏ ｎ ａ ｄ ｒｓｎ ｎ ｃｍｐ ｎ ｎｓ Ｔｈ ｉａｉ ｆ ａ ｋ ｒｕ ｄ ｎ ｅｏ ａ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ． ｏ ｅ
（ 同济大学 土木工程防灾 国家重点实验室 ， 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ２
摘要 ： 采用 刚性模 型风洞 同步多点测压试验获取非定常激励 向量 ， 并结 合 Ｐ Ｄ（ ０ 经验 模 式分 解 ） 术 进行 预 测 与重 构处 技
理， 然后基 于结构 动力 方程 推导 出仅 广义共振 模态位 移和 弹 性恢复力协方差矩阵 ， 再通 过准 静力分析 方法 计算 出结构 的 共振和背景分量 ， 最后通过线性 三分量组 合方 法得到 结构 总
Ｄ ｖｎｏｔ ａｅｐｒ提出的“ 阵风荷 载因子法 ”Ｇ Ｆ 和 由此 （Ｌ ） 发展 的我 国建筑 结构荷 载规范＿中采 用 的惯性 风荷载 ３ ］ 法 （ＷＬ均是源于等效静风荷 载 的基本思 路 ， Ｉ ） 而且采用 Ｇ Ｆ法提出的等效静力 风荷载方 法也被 编人包 括我 国 Ｌ 在内的许多 国家的高层建筑结构设计规范 ． 由于该方法 思路 明确 、 简单 陕捷 ， 整个工程界都 在不 同程 度上使 使
ｃ ｏ ｉｇ ｏ ｒ ｏ Ｎｉｇ ａ Ｐ ｗｅ Ｐ ａ ｔ ｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ｓ ｔｅ ｏ ｌ ｔ ｗｅ ｆ ｎ ｎ ｈ ｉ ｏ ｒ ｌｎ ｅ ｎ ｔａｅ ｈ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｓｏ ｈ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｐ ｒ ａ ｈ ｆ ｉ ｎ ｓ ｆｔ ｒ ｓ ｎ ｐ ｏ ｃ ． ｃ ｅ ｖ ａ
大型双曲冷却塔内表面风荷载的数值模拟
大型双曲冷却塔内表面风荷载的数值模拟
沈国辉;张陈胜;孙炳楠;楼文娟
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2011(043)004
【摘要】为了获得大型冷却塔的内表面风压,应用CFD数值模拟方法进行计算,分别采用可实现的κ-ε湍流模型和多相流模型计算由外风场作用和冷热空气自循环系统产生的内压,并分析这2种内压沿高度和纬度的分布规律,进行2种内压的合成计算,最后给出冷却塔内压的建议值.计算结果表明:外风场作用产生的内压随高度和纬度变化明显,自循环系统产生的内压沿着纬度几乎不变.当外风场风速较小时,自循环系统产生的内压在合成内压中占一定的比例,当外风场风速较大时,自循环系统产生的内压可以忽略.
【总页数】5页(P104-108)
【作者】沈国辉;张陈胜;孙炳楠;楼文娟
【作者单位】浙江大学土木工程学系,310027杭州;中国汉嘉设计集团,310005杭州;浙江大学土木工程学系,310027杭州;浙江大学土木工程学系,310027杭州【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.超大型冷却塔内表面风荷载风洞试验与数值模拟研究 [J], 邹云峰;何旭辉;陈政清;牛华伟
2.大型双曲冷却塔平均风荷载的数值模拟研究 [J], 鲍侃袁;沈国辉;孙炳楠
3.运行状态下超大型冷却塔内表面风荷载的数值模拟研究∗ [J], 董国朝;张建仁;蔡春声;韩艳;李春光
4.特大型冷却塔单塔内表面风荷载三维效应及其设计取值∗ [J], 邹云峰;何旭辉;谭立新;陈政清;牛华伟
5.超大型冷却塔龙卷风作用塔筒内表面风荷载特性研究 [J], 陈旭;黄珑霆;丁福祥;韩力;王通;赵林
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双曲冷却塔结构规范风荷载标准值对比
超大型冷却塔内表面风荷载风洞试验与数值模拟研究
超大型冷却塔内表面风荷载风洞试验与数值模拟研究邹云峰;何旭辉;陈政清;牛华伟【摘要】通过刚性模型风洞试验和 CFD 数值模拟，对某拟建220m 高冷却塔内表面风荷载进行研究，并考虑了挡风板、填料层透风率等参数对内压的影响。
研究表明：刚性模型试验忽略模拟外表面几何相似及实塔运行过程中产生的向上抽力对内压测试结果基本没有影响；冷却塔内表面风压对风速不敏感，内压基本不受来流风速影响；在塔底设置十字挡板后，塔内风压略有减小，风压沿环向、高度分布的均匀性更好；内压绝对值以填料层透风率为0％时最大，并随透风率的增加略有减小，但当透风率大于10％后变化较小；总的来说，内表面风压系数沿环向、高度基本不变，B 类风场中，平均风压系数约为-0．50，脉动风压系数约为0．045；均匀流场中，平均风压系数约为-0．61，脉动风压系数约为0．035。
%The internal wind loading of a 220 m high super large cooling tower is studied by means of wind tunnel test and CFD numerical simulation,and the influence of parameters such as ventilation rate on internal pressure is taken into account.The results of present study show that the shortcomings of the rigidity model manometric experiment hardly have effect on test result of inner surface pressure.Meanwhile,it is found that internal wind loading is insensitive to wind speed and unaffected by test velocity.When cross baffle is installed at the bottom of tower,in-ternal pressure appreciably decreases and the homogeneity of distribution along hoop and meridio-nal is better.The max absolute value of internal pressure is found when the ventilation ratio of stuffing layers is 0%,and with the increases of ventilation ratio,the absolute value decreasesslightly.However,the internal pressure changes slightly as the ventilation ratio greater than 10%.In general,the distributions of internal pressure along hoop and meridional are basically the same,the average pressure coefficient of-0.50 and fluctuating pressure coefficient of 0.045 are found in wind field of terrain category B,while-0.61 and 0.035 are found in uniform flow field respectively.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】9页(P697-705)【关键词】冷却塔;内表面风荷载;风洞试验;数值模拟【作者】邹云峰;何旭辉;陈政清;牛华伟【作者单位】中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075; 高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075; 高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙 410075;湖南大学风工程试验研究中心，湖南长沙 410082;湖南大学风工程试验研究中心，湖南长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TU973.3+2为实现循环水的冷却，冷却塔风筒顶部敞开，底部由人字柱支撑而形成风通道，故其内表面也受到风荷载作用。
风荷载作用下超大型自然通风冷却塔的受力性能
其可以为将来的超大型冷却塔的结构设计提供参考和借鉴 。
端下部固结。建立 的有 限元模 型 如图 １所示 。此 冷 却塔 ＡＮＳＹＳ
本文主要采用大型通用有限元软件 ＡＮＳＹＳ，以实 际某超大型 有限元结构共有节点 ３１ ９６８个 ，单元 ３１ ７２８个 。模 型坐标的原点
冷却塔为例 ，通 过分析 、计算 ，研究 了风荷载情况 下超大 型冷却塔 位于冷却塔 中轴线与 ±０．００平 面的交点 。风荷载 （０＝０）时的吹
２．３ 风 荷栽 的确 定
２ 超 大型 冷却 塔 的计算
根据《工业循 环水 冷却设计 规范》，作用 在双 曲线冷 却塔表 面
２．１ 工 程 背 景
上 的等效设计风荷载按式 （１）计算 ：
本 文计算分析 的为某工程淋水 面积 １３ ０００ ｍ 的双 曲线 形 自
Ｗ（ ， ）＝卢Ｃ （ 。Ｗ０
（构 ）筑物作用的方 向、速度及其 他物理 量都看 作不 随时 间变化 ， 斜支柱 的弹性模 量取 Ｅ＝３．３５ｅ１０ Ｎ／ｍ ，泊松 比 ＝０．２，密 度 为
作用的性质大体相 当于静力 。脉动 风是风的不规 则性造 成的 ，其
Ｐ ＝ ２．５ × １０ ｋｇ／ｍ３
。
方 向 、速 度 都 随 时 间 、空 间变 化 ，随 机性 很 强 。
河 海 大 学 ，２００４．
（１）：１９—４６．
［９］ 洪 小 健 ，赵 呜 ．加 载 速 率 对锈 蚀 钢 筋 与 混 凝 土 粘 结 性 能 的 ［１１］ 李 敏．材料 的率相 关性对钢筋混凝土 结构动 力性 能的影
影响［Ｊ］．同济大学学报 ，２００２，３０（７）：７９２－７９６．
和火电厂中。随着单机容量的不断增加 ，目前 国内现行冷却 塔设 ６度 。采用 ４８对直径为 １．３ ｍ 的圆形 人字 柱支撑 。通风 筒壳 体 计规范的适用范围（塔体高度小 于 １６５ ｍ）已不能覆盖 很多塔体 。 采用 ＣＡ０混 凝 土 ，人 字 柱 采 用 Ｃ４５混 凝 土 。喉 部 直 径 为 ７８ ｉｎ，喉 对于塔高在 １６５ ｍ 以上的超 大型冷 却塔 ，体型 庞大 ，其 受力性 能 部 高 度 为 １４１．５ Ｈｉ；进 风 口 直径 为 １３４．４ ｍ，进 风 口高 度 为 １ ，２０１１．
超大型冷却塔等效静风荷载精细化计算及应用
多振 型参与 和多 耦 合效 应 特征 ［ ２ ， 若 还 是 直 接 套 用 高层 建筑 的研究 方法必 然会 出现抗 风设计 安全 问
１ 等效 静 力风 荷 载 精 细化 分 析方 法
柔性结 构在风 荷载 激励下 的随机 动力 响应方程
可 表 达 为
题， 相 应 的等 效静 力风 荷 载 计算 理 论 及 数 学模 型 亟
最 后 以内陆某核 电超 大型 冷 却塔 （ 高度 ２ １ ５ ｍ） 结 构
的全面实 施和 核 电建设 的快 速 发展 ， 我 国冷 却塔 建
设 日趋高 大化 （ 塔高 突破世界 纪 录 ２ ０ ０ ｍ） 和复 杂化
（ 群 塔组合 多 变 ， 周边 构筑物 干扰 显著） ， 指导 结构抗
高 ２ １ ５ ｍ） 为例 ， 采用 Ｃ Ｃ Ｍ 方 法进 行 Ｅ Ｓ ＷＬ ｓ 计算 ， 探讨了 Ｅ Ｓ ＷＬ ｓ 平均 、 背景 、 共振 和 交 叉 项 分 量 的分 布特 征 ， 并 结
合 规 范 条 款对 比分 析 了超 大 型 冷 却 塔 风 振 系数 的 数 值 和 分 布 特 征 ， 为 超 大 型 冷 却 塔 结 构 设 计 和 抗 风 安 全 性 提 供
因子 法给 出不 同场地 的阵风荷 载 因子 （ 即风振 系数）
数 的数值 和分 布 特 征 。鉴 于此 ， 笔 者从 结 构 动力 学 和随机 振动理 论 出发 ， 推 导 出 超大 型冷 却 塔 脉 动风
总 响应 和 Ｅ Ｓ ＷＬ ｓ的真 实 组合 公 式 ， 并基 于 荷 载一 响
应相 关方法 ， 提 出基于 背景 、 共 振和耦 合恢 复力协方 差矩 阵的一 致耦 合 （ 简称 Ｃ Ｃ Ｍ） 方 法 来 求解 结 构 的 脉 动风致 响应 和 Ｅ Ｓ ＷＬ ｓ 。这 一方 法使 得 结 构 风振
各国大型冷却塔塔筒表面风压实测对比及展望
各国大型冷却塔塔筒表面风压实测对比及展望刘晓鹏;杨宗宇;刘鸿盛;朱庭枢【摘要】介绍了文献可查各国大型冷却塔塔筒表面实测平均风压系数、脉动风压系数、塔筒内表面风压系数,并结合现有规范进行了对比分析,指出有必要进行全方位的冷却塔表面风荷载实测,以完整再现冷却塔表面风荷载绕流特性.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】3页(P64-66)【关键词】大型冷却塔;平均风压系数;脉动风压系数;风荷载【作者】刘晓鹏;杨宗宇;刘鸿盛;朱庭枢【作者单位】国核电力规划设计研究院有限公司,北京100095;国核电力规划设计研究院有限公司,北京100095;国核电力规划设计研究院有限公司,北京100095;国核电力规划设计研究院有限公司,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TU312.1风荷载是双曲线型高耸薄壳冷却塔结构设计的主要控制荷载之一，确切地给出冷却塔表面实际风荷载具有的重要意义。
在强风条件下，大型全尺寸冷却塔雷诺数达到107级以上，一般在风洞中难以实现，因此有必要开展全尺寸冷却塔表面动态风压测量，它是研究冷却塔实际风压分布的最直接和重要的途径，也是检验模型试验方法和理论分析方法准确与否的标准。
故有必要对比分析各国历次实测结果，以便对后来的冷却塔塔筒表面风压实测与风洞试验研究提供帮助。
国外现场实测研究如有对Weisweile，Martin’s Greeks,Schemechausen等全尺寸冷却塔表面风压实测，而我国也在20世纪80年代～90年代对茂名[1]、石景山[2]冷却塔表面风压进行了现场实测。
图1列举了文献可查各国冷却塔外表面平均风压实测曲线。
现场实测曲线在迎风点(0°)附近几乎没有差距，主要区别是侧风区与尾流区：茂名实测值负压极值约-1.5大于其余实测值；尾流压力系数约-0.2，而其余各国实测值均在-0.4～-0.5之间。
虽然塔筒表面平均风压系数各个国家存在一定的差异，但其沿圆周向分布规律基本得到了公认，并结合风洞试验与实测所得的数据进行了拟合，形成了现在的各国相关规范见图2，表1。
弧形索塔施工过程风荷载静力效应分析
弧形索塔施工过程风荷载静力效应分析
聂宁波;牛俊杰;钟一帆;李龙
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2022(41)21
【摘要】弧形索塔造型美观,常应用于独塔斜拉桥中,但索塔施工过程受力复杂,线形控制难度大,受风荷载、温度荷载等因素影响大。
本文以某拱门型索塔斜拉桥为工程背景,探究索塔施工过程中风荷载对索塔结构的静力效应及梁柱效应。
利用MIDAS有限元软件,建立力学模型,对有无风荷载在索塔施工过程中对结构应力、位移的影响,并运用P-Δ分析控制。
计算表明,主动横撑位置处首先出现拉应力且逐渐增至最大,横向静风荷载作用下相比无风荷载作用,最大拉应力增加了35.80%,成塔后位移增大了95.98%。
考虑梁柱效应后,索塔的内力和位移的变化量很小。
结果表明,静风荷载对索塔施工阶段内力及位移影响很大,风荷载作用下梁柱效应对混凝土索塔的影响可忽略不计。
【总页数】3页(P63-65)
【作者】聂宁波;牛俊杰;钟一帆;李龙
【作者单位】中铁十五局集团第一工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U443.38
【相关文献】
1.冷却塔塔筒内力影响面与风荷载效应分析
2.冷却塔在风荷载作用下的动静力分析
3.超大型冷却塔施工全过程风荷载频域特性分析
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5.风荷载作用下上承式钢管混凝土拱桥施工过程静力性能分析
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冷却塔水荷载
冷却塔水荷载冷却塔是现代工业生产中不可缺少的设备之一，其主要作用是将热水冷却为低温水，以维持生产所需的合适温度。
然而，随着塔体高度的增加，冷却塔水荷载的问题也越来越引起人们的重视。
冷却塔水荷载是指塔体受到水的负担所产生的力量。
其中，最为常见的就是由于水的积聚导致的地基承载力不足，进而使塔体发生倾斜和变形。
这不仅影响了冷却效果，还可能引起重大安全事故。
因此，在设计和施工冷却塔时，必须严格掌控水荷载的大小和分布。
其具体做法如下：首先，应详细了解冷却塔的工作原理和水流动状态，明确水荷载的来源和分布。
同时，还需对周围环境进行充分的调查和分析，以确定地基的承载能力和抗震性能等重要参数。
其次，必须根据实际情况和设计要求，正确选取材料并合理布置结构形式。
例如，可采用加强型的钢筋混凝土或预应力混凝土等高强度材料，以提高塔体的抗弯强度和承载能力。
同时，还可采用加强结构的方式，例如加设横梁和加厚塔柱等，以增强整个塔体的稳定性和抗风险能力。
最后，在实际施工过程中，必须加强质量监控和安全保障。
例如，可以采用现代化的施工工艺和设备，精确掌握每个施工环节的质量和安全要求。
同时，还需制定详细的安全操作规范，加强现场管理和技术服务等方面的工作，确保冷却塔的安全、稳定运行。
总的来说，冷却塔水荷载是工程设计和施工中一个十分重要的问题，必须严格掌握和加强管理。
这不仅是保证生产安全和效率的必要条件，也是对工程质量和施工技术水平的重要考验。
只有切实做好这些工作，才能更好地满足现代化工业生产对冷却设备的需求，并为国家工业发展做出更大的贡献。
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PROGRAM NAME:
SAP2000
REVISION NO.:
算例 2-011
壳–ASME冷却塔受静力风荷载
问题描述
这个例子来自 ASME 1972 程序校验和验证库问题9 (参考 ASME 1972)。
在对称风压荷载作用下，分析一个三维固定基础冷却塔。
沿塔的高度径向
位移与发表的结果进行对比。
几何、属性、荷载如ASME 1972建议，除了对整个塔进行建模，不考虑按
对称条件考虑一半塔。
塔用一个24x17的网格剖分（与高度相切）。
塔壁
厚7in。
加载
风压沿塔高是恒定的，但是沿塔的周边是变化的。
下表显示荷载。
所有的
风压作用与冷却塔正交。
θ度压力
lb/ft2
θ
度
压力
lb/ft2
0 +151.726 180 +21.244
15 +134.641 195 +20.661
30 +82.338 210 +21.286
45 +13.165 225 +20.883
60 -47.142 240 +22.840
75 -66.998 255 +14.908
90 -27.801 270 -27.801
105 +14.908 285 -66.998
120 +22.840 300 -47.142
135 +20.883 315 +13.165
150 +21.286 330 +82.338
165 +20.661 345 +134.641 SAP2000中，创建一个节点模式定义风压变化。
风压指定到冷却塔面对象作为压力，压力用指定的节点模式确定。
PROGRAM NAME: SAP2000 REVISION NO.: 0
SAP2000测试的技术特性
¾ 用壳单元进行三维分析 ¾ 节点模式
¾ 用节点模式施加壳表面压力
几何属性
60'
270'
E =432,000,000 lb/ft
2 ν=0.15
G=187,826,087 lb/ft
2 材料属性
壳几何形状122
22=−b z a r a =84 ft
b =209.661 ft
SAP2000
PROGRAM NAME:
REVISION NO.:
X
冷却塔基部平面图
SAP2000
PROGRAM NAME:
REVISION NO.:
结果比较
SAP2000结果对薄板和厚板分别显示。
手算解从Zienkiewicz 1977中θ
= 0° 径向位移绘图结果放大，使用Albasiny and Martin 1967中描述的理
论。
薄板选项 –在θ = 0° 径向位移
标高
Z (ft) 输出参数SAP2000 手算解* 百分误差**
60 U x (jt 18) ft -0.276 -0.26 +4%
45 U x (jt 17) ft -0.325 -0.31 +3%
30 U x (jt 16) ft -0.366 -0.35 +4%
15 U x (jt 15) ft -0.397 -0.39 +2%
0 U x (jt 14) ft -0.416 -0.41 +1%
-10 U x (jt 13) ft -0.423 -0.42 +1%
-25 U x (jt 12) ft -0.423 -0.43 -2%
-50 U x (jt 11) ft -0.400 -0.41 -2%
-75 U x (jt 10) ft -0.355 -0.37 -3%
-100 U x (jt 9) ft -0.297 -0.31 -3%
-125 U x (jt 8) ft -0.235 -0.25 -3%
-150 U x (jt 7) ft -0.176 -0.18 -1%
-175 U x (jt 6) ft -0.124 -0.13 -1%
-200 U x (jt 5) ft -0.081 -0.08 0%
-225 U x (jt 4) ft -0.048 -0.05 0%
-250 U x (jt 3) ft -0.028 -0.02 +2%
-260 U x (jt 2) ft -0.016 -0.01 +1%
-270 U x (jt 1) ft 0.000 0.00 0% * 手算解从参考文献Zienkiewicz 1977中348页图13.10b 中量出（近似）。
因为图中结果荷载是按本例中1/100比例的，表中手算解是从图中放大100倍的。
** 百分比参照手算解最大的值0.43计算。
SAP2000
PROGRAM NAME:
REVISION NO.:
厚板选项 – θ = 0° 处径向位移
标高
Z (ft) 输出参数SAP2000 手算解百分误差**
60 U x (jt 18) ft -0.274 -0.26 +3%
45 U x (jt 17) ft -0.323 -0.31 +3%
30 U x (jt 16) ft -0.365 -0.35 +3%
15 U x (jt 15) ft -0.396 -0.39 +1%
0 U x (jt 14) ft -0.416 -0.41 +1%
-10 U x (jt 13) ft -0.423 -0.42 +1%
-25 U x (jt 12) ft -0.424 -0.43 -1%
-50 U x (jt 11) ft -0.401 -0.41 -2%
-75 U x (jt 10) ft -0.356 -0.37 -3%
-100 U x (jt 9) ft -0.298 -0.31 -3%
-125 U x (jt 8) ft -0.236 -0.25 -3%
-150 U x (jt 7) ft -0.177 -0.18 -1%
-175 U x (jt 6) ft -0.124 -0.13 -1%
-200 U x (jt 5) ft -0.081 -0.08 0%
-225 U x (jt 4) ft -0.049 -0.05 0%
-250 U x (jt 3) ft -0.028 -0.02 +2%
-260 U x (jt 2) ft -0.015 -0.01 +1%
-270 U x (jt 1) ft 0.000 0.00 0%
* 手算解从参考文献Zienkiewicz 1977中348页图13.10b 中量出（近似）。
因为图中结果荷载是按本例中1/100比例的，表中手算解是从图中放大100倍的。
** 百分比参照手算解最大的值0.43计算。
SAP2000
PROGRAM NAME:
REVISION NO.:
文件:Example 2-011-thick, Example 2-011-thin
结论
SAP2000结果与手算解对薄板和厚板选项都比较吻合。
考虑到手算解是从
出版物图上量出的，位移结果比较是很好的。