结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析

合集下载

风电机组混合塔架结构阻尼比的研究

风电机组混合塔架结构阻尼比的研究

风电机组混合塔架结构阻尼比的研究郝二通;李祎;胡玉龙【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)011【摘要】混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响.基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96%.为验证该方法的正确性,通过测量阻尼性能差异较大的有机玻璃单件、钢板单件的材料阻尼比,以及有机玻璃与钢板组件的模态阻尼比,以测量的材料阻尼比作为输入开展了有机玻璃与钢板组件模态阻尼比的有限元分析.有限元求解与试验测试的1阶模态阻尼比结果分别为0.570%和0.589%,两者相差3.33%.结果表明,以材料阻尼比作为输入计算混合塔架模态阻尼比的有限元分析方法是正确的.【总页数】7页(P1704-1710)【作者】郝二通;李祎;胡玉龙【作者单位】北京万源工业有限公司技术部, 北京 100176;北京万源工业有限公司技术部, 北京 100176;内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TK83【相关文献】1.极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究 [J], 戴巨川;刘旋;杨书仪;文泽军;沈祥兵2.风电机组仿真塔架阻尼比的选取研究 [J], 蔡继峰;王丹丹;符鹏程;黄宇同3.大型风电机组柔性塔架结构改进研究 [J], 纪斌;薛占璞;王云海;潘克强4.多载荷耦合作用下的风电机组塔架结构\r动力学特性研究 [J], 纪斌;薛占璞;王伟5.不同结构形式对风电机组塔架轻量化设计的影响研究 [J], 宋恭杰;裘慧杰;何先照;许斌;王克峰;汤永江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

钢结构阻尼比

钢结构阻尼比

钢结构阻尼比1. 引言钢结构是一种广泛应用于工程建设中的结构形式,其具有高强度、高刚度和轻量化等优势。

然而,在地震等外力作用下,钢结构往往容易产生较大的震动响应,威胁到结构的安全性和使用性能。

为了提高钢结构的抗震性能,阻尼技术被广泛应用于钢结构防护系统中。

本文旨在介绍钢结构阻尼比的概念、计算方法以及对结构抗震性能的影响。

2. 钢结构阻尼比的概念阻尼比是衡量结构消能能力大小的重要指标,也是描述结构震动响应的一个重要参数。

钢结构的阻尼比是指结构在震动过程中能量耗散能力与储存能力的比值。

在结构振动过程中,阻尼比越大,结构的振幅衰减越快,抗震性能越好。

3. 钢结构阻尼比的计算方法钢结构阻尼比的计算方法有多种,常用的计算方法有模态阻尼比法和能耗阻尼比法。

3.1 模态阻尼比法模态阻尼比法是一种基于结构特征振型和模态质量分配的计算方法。

其中,结构特征振型是指结构在自由振动过程中各振型的形式,模态质量分配是指结构总质量在每个振型中的分配情况。

根据不同的振型,可以计算得到不同模态下的阻尼比值,最后通过加权平均得到结构的总阻尼比。

3.2 能耗阻尼比法能耗阻尼比法是一种基于结构的能量耗散能力和储存能力的计算方法。

该方法需要考虑结构的材料性质、连接方式以及结构的耗能装置等因素。

通过对结构在振动过程中各能量通量的分析,可以计算得到结构的能耗和能量储存情况,从而得到结构的阻尼比。

4. 钢结构阻尼比对抗震性能的影响钢结构的阻尼比对其抗震性能具有重要影响。

较高的阻尼比可以降低结构的周期,增加结构的阻尼能力,从而有效减小结构的振动响应和变形,提高结构的稳定性和耐震能力。

此外,合理选择和设计阻尼装置,可以进一步提高结构的阻尼比,进一步提升抗震能力。

5. 结论钢结构的阻尼比是衡量结构抗震性能的关键指标之一。

通过合理选择计算方法和设计阻尼装置,可以提高钢结构的阻尼比,从而增强结构的抗震能力和稳定性。

未来的研究和实践应进一步深入了解钢结构阻尼比与抗震性能的关系,并优化设计方法和装置,提高钢结构的抗震能力。

钢结构阻尼比 (2)

钢结构阻尼比 (2)

钢结构阻尼比1. 引言在工程中,钢结构是一种常用的结构形式,具有高强度、高韧性和较好的抗震性能。

然而,由于地震等外力的作用,钢结构会产生振动,对结构和人员安全带来威胁。

为了减小结构振动,提高结构的抗震性能,阻尼是一个重要的设计指标。

本文将介绍钢结构阻尼比的概念、计算方法以及对结构性能的影响。

2. 阻尼比的概念阻尼比是描述结构振动衰减性能的参数,通常用符号ξ表示。

阻尼比的大小反映了结构的振动衰减情况,即振动能量被耗散的程度。

阻尼比越大,结构的振动衰减越快。

在地震作用下,足够大的阻尼比可以有效减小结构的振动幅值,降低结构的应力和变形,提高结构的破坏韧性,减小人员伤亡风险。

3. 钢结构阻尼比的计算方法钢结构阻尼比的计算方法有多种,常用的方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法。

下面介绍两种常用的计算方法:3.1 经验公式法经验公式法是根据已有的工程经验,通过统计分析得出的估计值。

常用的经验公式包括Rayleigh阻尼公式和新西兰水平谱法。

3.1.1 Rayleigh阻尼公式Rayleigh阻尼公式是一种常用的经验公式,可以通过结构的固有频率计算阻尼比。

公式如下:ξ = η / (2πfn)其中,ξ为阻尼比,η为结构的经验系数,fn为结构的第n 阶固有频率。

3.1.2 新西兰水平谱法新西兰水平谱法是根据地震记录的响应谱数据,通过拟合得到的阻尼比。

该方法结合了实测数据和理论分析,比较准确。

在实际工程中,可以根据新西兰水平谱法提供的公式和图表,快速计算出钢结构的阻尼比。

3.2 数值模拟法数值模拟法是通过利用有限元软件,对钢结构进行动力响应分析,得到结构的振动特性,并计算阻尼比。

数值模拟法可以考虑更多的因素,如结构的非线性和随机荷载的作用,计算结果更精确。

但由于计算复杂度较高,通常用于大型和复杂结构的阻尼比计算。

4. 钢结构阻尼比对结构性能的影响钢结构阻尼比的大小对结构性能有着直接影响。

较大的阻尼比可以减小结构的振动幅值,减小结构的激振荷载,降低结构的应力和变形,提高结构的抗震性能。

风荷载计算阻尼比

风荷载计算阻尼比

风荷载计算阻尼比
风荷载计算中的阻尼比通常表示为ξ(ksi),它是结构系统的
阻尼与临界阻尼(即无阻尼系统的阻尼)之比。

阻尼比的取值范围通常为0到1之间。

通常情况下,阻尼比的大小会对结构的应力响应、位移响应和稳定性等方面产生影响。

当阻尼比为0时,结构处于无阻尼状态,这意味着没有任何阻尼力可以减缓结构的振动,其响应会保持振幅恒定,并且可能产生共振。

当阻尼比为1时,结构处于临界阻尼状态,这意味着阻尼力与反弹力之间的比例为1:1,这是结构受到最大减振作用的状态。

在实际的工程设计中,根据结构的特点和工程要求,通常会选择合适的阻尼比来平衡结构的减振效果和经济性。

常用的阻尼比范围通常为0.02到0.1之间。

需要注意的是,风荷载计算中阻尼比的取值通常是经验性的,并且不同的计算方法和规范可能会有不同的建议值。

因此,在具体的工程设计中,需要参考当地的设计规范和准则,并结合结构的特点和工程要求来确定适当的阻尼比值。

钢结构风荷载计算阻尼比

钢结构风荷载计算阻尼比

钢结构风荷载计算阻尼比阻尼比是指结构在振动过程中能量损失的比例,它与结构的阻尼特性密切相关。

在钢结构风荷载计算中,阻尼比的确定对于结构的稳定性和安全性具有重要意义。

阻尼比的大小直接影响结构的振动响应。

当结构受到风荷载作用时,会发生振动现象。

较小的阻尼比会导致结构振动的持续时间较长,振幅较大,从而增加了结构的破坏风险。

而较大的阻尼比则能够有效地减小结构振动的幅值和持续时间,提高结构的稳定性。

阻尼比的选择也与结构的自振频率相关。

自振频率是结构固有的振动频率,与结构的刚度和质量密切相关。

当阻尼比小于临界阻尼比时,结构的自振频率将接近无阻尼自振频率。

而当阻尼比等于临界阻尼比时,结构的自振频率将等于临界频率。

在实际工程中,通常会选择适当的阻尼比,使结构的自振频率与风荷载的频率相差较大,从而减小共振风险。

阻尼比的确定还需考虑结构的材料特性和使用环境等因素。

不同材料的结构在振动过程中阻尼特性各异,因此在进行风荷载计算时,需要根据实际情况选择合适的阻尼比。

同时,结构所处的环境条件也会对阻尼比的选择产生影响。

例如,建筑结构所处的地理位置、气候条件等都会影响风荷载的大小和频率,进而影响阻尼比的确定。

在实际工程中,通常采用实验测定或基于经验公式来确定阻尼比。

实验测定是通过对结构进行振动测试,获得结构的振动参数,进而计算出阻尼比。

而基于经验公式则是根据历史数据和工程经验得出的一些近似公式,用于估计阻尼比的大小。

在选择合适的阻尼比时,需要综合考虑结构的特点、使用要求和经济性等因素。

阻尼比对于钢结构风荷载计算具有重要影响。

合理选择阻尼比能够提高结构的稳定性和安全性,减小结构的振动响应。

在实际工程中,需要根据结构的特点和使用要求,选择合适的阻尼比进行风荷载计算,并结合实验测定和经验公式等方法进行验证。

只有确保阻尼比的准确确定,才能保证钢结构在风荷载作用下的安全可靠性。

钢结构风荷载计算阻尼比

钢结构风荷载计算阻尼比

钢结构风荷载计算阻尼比钢结构在建筑工程中承担着重要的作用,为了确保其安全可靠,需要进行风荷载计算。

阻尼比作为钢结构设计中的重要参数,对结构的抗风性能起着关键作用。

本文将从阻尼比的定义、计算方法、影响因素等方面进行探讨,以期更好地理解钢结构风荷载计算中的阻尼比。

我们来了解一下阻尼比的定义。

阻尼比是指结构在振动过程中能量损耗的比例,是刻画结构阻尼特性的重要参数。

阻尼比越大,结构的振动衰减越快,抗风能力越强;反之,阻尼比越小,结构的振动衰减越慢,抗风能力越弱。

那么,如何计算阻尼比呢?一种常用的计算方法是通过结构的振型分析来确定。

振型分析是指通过数学方法求解结构的固有振动频率和振型的过程。

在振型分析中,可以通过测量结构的振动响应数据,使用傅里叶变换等数学方法,得到结构的固有振动频率和振型。

然后,根据振型分析的结果,可以计算出结构的阻尼比。

阻尼比的计算对于钢结构的风荷载计算非常重要。

阻尼比的大小直接影响到结构的抗风能力。

通常情况下,较高的阻尼比能够有效地消耗结构的振动能量,提高结构的稳定性和安全性。

因此,在设计钢结构时,需要合理选择阻尼比,以满足结构的抗风要求。

阻尼比的大小受到多种因素的影响。

首先,结构的材料特性对阻尼比有一定的影响。

不同材料的阻尼特性不同,因此其阻尼比也会有所差异。

其次,结构的几何形状对阻尼比也有一定的影响。

几何形状复杂的结构通常具有较高的阻尼比,而几何形状简单的结构则可能具有较低的阻尼比。

此外,结构的连接方式、支承条件等因素也会对阻尼比产生影响。

除了上述因素外,结构的阻尼比还受到风荷载的影响。

风荷载是指风对建筑结构产生的压力和力矩,是导致结构振动的重要原因。

结构在受到风荷载作用时会发生振动,这会消耗结构的能量,进而影响到阻尼比的大小。

一般来说,较大的风荷载会导致结构振动加剧,从而增大了能量的损耗,使阻尼比增大。

钢结构风荷载计算中的阻尼比是一个重要的参数。

阻尼比的大小直接影响到结构的抗风能力。

浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比

浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比摘要:阻尼是建筑结构进行动力分析一个重要的参数。

文章首先简要介绍阻尼的实质、表达方法及其对反应谱的影响,重点对空间结构弹性分析时的阻尼比取值进行讨论,并给出了阻尼比的建议值,可供设计分析参考。

关键词:阻尼;阻尼比;空间结构;反应谱1 阻尼1.1 阻尼的实质阻尼是反映结构体系振动过程中能量耗散的特征参数。

实际结构的振动耗能是多方面的,具体形式相当复杂,且耗能不具有构件尺寸、结构质量、刚度等有明确的、直接的测量手段和相应的分析方法,使得阻尼问题难以采用精细的理论分析方法。

阻尼的表达方法主要分为两大类:(1)粘滞阻尼,即假定阻尼力与速度成正比,无论对简谐振动还是非简谐振动得到的振动方程均是线性方程。

(2)滞回阻尼,即假定应力应变间存在一相位差,从而振动一周有耗能发生,其特点是可以得到不随频率而改变的振型阻尼比。

1.2 阻尼的表达方法传统上,总是将系统假定为比例阻尼来处理,应用最为广泛有:(1)Rayleigh 阻尼C = αM + βK;(2)Clough 广义阻尼C =ΣCb = MΣab ( M-1 K)b,(-∞<b<∞)。

其中M、K分别为系统的质量与刚度矩阵,α、β分别为质量与刚度比例系数,Cb=abM(M-1K)b,ab为系数,以上两种阻尼均只能描述比例阻尼。

然而,实际结构均为非比例阻尼。

自70 年代以来,研究者对如何处理非比例阻尼问题做了许多探索,提出了各种方法,如等效阻尼法、拟力实模态叠加法、非比例阻尼分析法和滞变阻尼法等。

但他们都存在共同问题:所获得的阻尼矩阵无明确的物理意义,也不存在带状稀疏特性,对工程应用十分不方便。

1992 年,美国国家地震研究中心Liang博士等人提出了一种阻尼矩阵的一般表达方式,该表达能导出复模态,即Cs = β0I+β1M +β2K+β3A。

其中下标S 表示近似的阻尼矩阵C,I 为单位矩阵,A 为M、K的某种组合。

风荷载下结构阻尼比

风荷载下结构阻尼比
风荷载下结构阻尼比
结构阻尼比是指结构在振动过程中消耗能量的能力与结构的刚度之比。

在风荷载下,结构阻尼比的大小对结构的稳定性和安全性有着重要的
影响。

首先,结构阻尼比的大小与结构的自振周期有关。

自振周期是结构在
自由振动时完成一次完整振动所需的时间。

当结构的自振周期较短时,结构阻尼比应该较小,以增加结构的耗能能力,防止结构在风荷载下
发生共振破坏。

而当结构的自振周期较长时,结构阻尼比应该较大,
以减小结构的振幅,降低结构的振动响应。

其次,结构阻尼比的大小还与结构的材料和结构形式有关。

一般来说,钢结构的阻尼比较小,混凝土结构的阻尼比较大。

此外,结构形式的
不同也会影响结构的阻尼比。

例如,框架结构的阻尼比较小,而剪力
墙结构的阻尼比较大。

最后,结构阻尼比的大小还与结构的设计要求有关。

在设计中,应根
据结构的使用要求和地震、风荷载等外部荷载的特点,合理确定结构
的阻尼比。

一般来说,建筑结构的阻尼比应该在2%~5%之间,桥梁
结构的阻尼比应该在1%~3%之间。

综上所述,结构阻尼比是结构在振动过程中消耗能量的能力与结构的刚度之比。

在风荷载下,结构阻尼比的大小对结构的稳定性和安全性有着重要的影响。

在设计中,应根据结构的使用要求和外部荷载的特点,合理确定结构的阻尼比,以保证结构的安全可靠。

风荷载作用下钢结构阻尼比

风荷载作用下钢结构阻尼比
近年来,随着建筑风荷载设计的提高,钢结构在建筑行业中应用日益广泛。

钢结构在受到风荷载作用时,会产生较大的振动,在减小结构的振动幅值方面,阻尼比起着至关重要的作用。

本文将围绕“风荷载作用下钢结构阻尼比”展开探讨。

第一步:阻尼比的概念
阻尼比指的是结构在振动过程中,随着时间的推移,振动能量耗散的速率与振动能量的总量之比。

阻尼比越大,结构的振幅越小,阻尼比主要由材料的内摩擦或者阻尼器的摩擦而产生。

第二步:钢结构的振动特性
钢结构的振动特性主要取决于结构本身的质量、刚度以及阻尼比等因素。

在模拟钢结构的风荷载振动时,结构的阻尼比能够有效降低结构的振动幅值,同时提高结构的稳定性。

第三步:提高阻尼比的方法
1. 采用更高阻尼材料,例如橡胶和钢铁等,增加结构的内部摩擦力,以达到降低振幅的效果。

2. 采用阻尼器来增加结构的阻尼比,阻尼器具有一定的材料弹性,能够承受一定的挤压应力,从而起到减震作用。

3. 在结构的设计中,适当增加结构的质量,提高结构的稳定性,减小结构振幅。

第四步:结论
阻尼比是影响钢结构抗风性能的重要参数,钢结构在受到风荷载作用时,需要采取适当的措施来提高结构的阻尼比,以达到减小结构振幅的效果,确保结构的安全性和稳定性。

风荷载作用下结构的阻尼比

风荷载作用下结构的阻尼比结构的阻尼比是指结构在受到外界风荷载作用下,能够吸收和消散能量的能力与结构固有频率之比。

阻尼比的大小直接影响结构的稳定性和抗风性能。

本文将从风荷载作用下结构的阻尼比的意义、影响因素以及提高阻尼比的方法等方面进行探讨。

阻尼比在结构工程中具有重要的意义。

当结构受到风荷载作用时,阻尼比能够控制结构的振动幅值,减小结构的共振现象,从而提高结构的稳定性和抗风能力。

较大的阻尼比可以有效地降低结构的振动幅值,减小结构受力,从而减少结构的疲劳损伤和应力集中,延长结构的使用寿命。

结构的阻尼比受到多种因素的影响。

首先是结构的材料和形状。

不同材料的结构在受力时会产生不同的阻尼效果,如钢结构具有较大的内耗能力,能够有效地吸收振动能量。

其次是结构的质量和刚度。

质量越大、刚度越小的结构阻尼比越大。

此外,结构的支座形式、土层的刚度以及结构与环境的接触方式等也会对阻尼比产生影响。

然后,提高结构的阻尼比具有重要意义。

为了增加结构的阻尼比,可以采取以下几种方法。

首先是增加结构的质量。

通过增加结构的自重或增加结构的附加质量,可以提高结构的阻尼比。

其次是采用阻尼器。

阻尼器是一种能够吸收和消散结构振动能量的装置,常用的阻尼器有摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘滞阻尼器等。

再次是优化结构的刚度。

合理调整结构的刚度分布,可以改变结构的振动方式,从而提高阻尼比。

最后是考虑结构的土层响应。

土层的刚度对结构的阻尼比有一定的影响,应根据土层的特性进行合理的处理。

结构的阻尼比在风荷载作用下起着重要的作用。

合理提高结构的阻尼比,能够有效地提高结构的稳定性和抗风能力。

在结构设计和施工过程中,应根据具体情况综合考虑各种影响因素,并采取相应的措施来提高结构的阻尼比。

只有在不断探索和实践中,我们才能更好地理解和应用结构的阻尼比,为建设更安全、更稳定的结构做出贡献。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Tab.1 Wind vibration coefficient on top of38m monopole阻尼系数地貌类别A B C D 0.01 2.67 2.78 3.38 4.20 0.02 2.26 2.35 2.83 3.50 0.03 2.09 2.18 2.61 3.22 0.04 2.00 2.08 2.48 3.06 0.05 1.93 2.01 2.40 2.96从表1和图1中可以看出,随着结构阻尼比的增加,风振系数明显下降。阻尼比越小时,下降幅度越大。因此,得到相对准确的结构阻尼比,对于单管塔风荷载的计算有着重要的意义。图1风振系数变化图
Fig.2 Scene picture of Songhualei Monopole除了对两个通信基站的基础、铁塔构件、连接节点、防腐涂层、塔身整体变形等进行常规检测以外,还采用同济大学土木工程防灾国家重点实验室SVSA结构振动信号采集分析系统对该铁塔进行自振特性现场测试。测试仪器选用LC0132型内装IC压电式加速度传感器及UA300系列数据采集器,采样频率为100Hz。在超过30m高度的塔身上取4个点,分别采集其两个正交方向的振动信息。阻尼比测试可以分成时域和频域两大类。时域方法对于波形要求较高,一般仅适用于实验室;频域方法适用性比较广,但是广泛使用的半功率法在功率谱半功率带宽较小时,会产生一定的误差,需要对谱图进行细化,并采用时间较长的采样数据。本次测试采用半功率法计算结构的阻尼比。2.2实测数据试验通过数据采集器测得的微风作用下加速度信号,转换成自功率谱后,可以得到结构一阶自振频率和阻尼比,见图3、图4。图3顾家塘基站实测频率及阻尼比
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析屠海明1张帆2(1.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092;2.中国铁塔股份有限公司北京100142)摘要:为了分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响,本文进行了阻尼比不同取值时风振系数的计算对比。结果表明风振系数随着结构阻尼比的增加而显著下降。然后根据上海某单管塔实测得到的阻尼比与规范规定的阻尼比取值,分别对该单管塔风荷载进行了计算对比。实测的阻尼比大于规范规定的取值,相应计算得到的风荷载也明显降低。这给单管塔的优化设计提供了参考依据。关键词:阻尼比单管塔风荷载引言近年来随着通信基站建设的发展,对通信塔的专业化、标准化提出了更高的要求。对于单管塔的设计和制作而言,起控制作用的荷载是风荷载,得到相对准确的风荷载设计值,对于每年数万座标准化生产的单管塔而言,具有很重要的经济意义。本文作者[1]根据2012年调整前后的荷载规范,对高耸结构的风荷载进行了分析与对比,并提出了《高耸结构设计规范》(GB 50135-2006)中风荷载部分条文的修改意见。但是以上分析没有专门涉及结构阻尼比对于风荷载计算的影响分析。同济大学何敏娟[2]等采用激振法对336m黑龙江电视塔进行了模态参数的实测和分析,实测结构一阶阻尼比为0.028,大于规范规定值0.02。同济大学闫祥梅等[3]对位于河北的辛安-衡水500kV线路工程的几座直线输电塔转角塔进行了环境脉动下的动力测试。同济大学设计院梁峰[4]对上海新国际博览中心展馆两侧的30m高钢结构灯杆进行了微风振动下的动力测试,得到了灯杆的自振频率和阻尼比。本文作者对上海移动两座单管塔进行了微风振动下的动力测试,并根据实测结果,与规范规定值对比,探讨结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响。1阻尼比对风荷载计算的影响结构阻尼比用于表达结构阻尼的大小,是描述结构在振动过程中能量耗散的术语。引起结构能量耗散的因素很多,主要有:材料阻尼,周围介质对振动的阻尼,构的风致振动中,对于高耸结构的风振分析,比较准确的是采用频率域和时间域的动力分析方法。实际工程中,为了方便应用,按照荷载规范计算等效风荷载,用静力分析方法计算结构风效应。因此,结构阻尼比对风荷载计算的影响,主要体现在风振系数的计算上。《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)中风振系数的表达式为:其中:g为峰值因子;I10为10m高名义湍流强度;Bz为背景分量因子;共振分量因子R表示与频率有关的积分项,可按下列公式计算:其中:ζ1为结构阻尼比;f1为结构第1阶自振频率;kw为地面粗糙度修正系数;w0为基本风压。结构阻尼比对钢结构可取0.01,对有填充墙的钢结构房屋可取0.02,对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05。修编后的《高耸结构设计规范》规定:“结构阻尼比可根据结构型式相应选取:对于单管塔可取0.01,构架式塔可取0.02,混凝土塔可取0.05。”由于单管塔相对一般房屋结构而言刚度较小,因此理论计算得到的风振系数较大。阻尼比差异对风荷载的计算也有较大影响。以上海地区38m单管塔为例,底部直径为1.32m,顶部直径为0.75m。基本风压为0.55kN/m2,第一振型自振周期为1.4s。不同地貌类别,阻尼比为0.01~0.05时,单管塔顶部风振系数见表1和图1。表1 38m单管塔顶部风振系数
Fig.1 Transformation ofwind vibration coefficient 2现场实测2.1现场测试受中国移动通信集团上海有限公司委托,对松华磊基站、顾家塘基站单管塔进行了现场检测。松华磊基站位于上海市松江区申港公路西侧,铁塔总高度为38m,为双轮景观塔,铁塔整体如图2所示。顾家塘基站位于上海市闵行区莘庄镇莘松公路青春路顾家塘村,铁塔总高度为42m。图2松华磊基站单管塔现场
Fig.3 Measured frequency and damping ratio of Gujiatang Monopole顾家塘基站铁塔第一振型自振周期为1.47s,阻尼比为1.83%。图4松华磊基站实测频率及阻尼比
Fig.4 Measured frequency and damping ratio of Songhualei Monopole松华磊基站铁塔第一振型自振周期为1.37s,阻尼比为1.83%。实测数据汇总见表2。表2实测周期和阻尼比
相关文档
最新文档