群塔等效静风干扰效应评价准则
zsd_0150326923
2022年10月24日 14:36:29
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本文的灵感来源于在前期研究工作中发现的群塔干扰效应评价准则选取问题。 目前的评价准则可以说是多种多样,即包括与风荷载相关的风压系数,也包括与结构响应相关的结构位移、弯矩和轴力等等。将这些标准做简单的梳理,发现竟有20余种。关于哪个评价准则才是正确的,很难有一个明确的结论,因为这些标准在特定的情况下都是适用的,但目前没有一个统一的标准。

本文的灵感来源于在前期研究工作中发现的群塔干扰效应评价准则选取问题

目前的评价准则可以说是多种多样,即包括与风荷载相关的风压系数,也包括与结构响应相关的结构位移、弯矩和轴力等等。将这些标准做简单的梳理,发现竟有20余种。关于哪个评价准则才是正确的,很难有一个明确的结论,因为这些标准在特定的情况下都是适用的,但目前没有一个统一的标准。


针对上述问题,着手本文的相关研究。其出发点主要有三个:

  • 众多的评价标准之间存在什么异同点

  • 哪种评价准则更合理

  • 基于合理评价准则的群塔比例系数的可能的形式

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评价标准的选择问题


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研究内容

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研究内容

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研究对象:冷却塔

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研究现象:群塔干扰效应

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研究手段:刚体模型测压风洞试验+有限元计算分析

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关键词:Six-tower combination; Interference effect; Evaluation criteria; Reinforcement envelope; Multiple interference factors


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主要结论及图表

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群塔干扰效应评价准则定义

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3个层面的25中群塔比例系数定义方式

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不同评价准则的相同点

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不同层面的群塔比例系数随风向角的变化而变化,但其在反映最不利风向角的问题上是一致的。

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风荷载层面


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结构响应层面


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结构配筋层面


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三个层面的拟合曲线


根据不同评价准则的这一相同点,总结不同工况下的不利风向角,具体结果如下图所示。

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矩形布置1号塔位


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矩形布置2号塔位


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菱形布置1号塔位


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菱形布置2号塔位


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菱形布置3号塔位


不同评价准则的不同点

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不同评价准则的波动性不同。这种波动性指的是同一个准则评价不同工况下的冷却塔结构时的变化程度。统计发现,风荷载层面的群塔比例系数波动性最大,配筋层面的群塔比例系数波动性最小。

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不同准则下的群塔比例系数的波动性


合理评价准则的选取

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任何一种单一的评价标准均不能涵盖和准确表现群塔干扰效应。结合实际工程应用,推荐以配筋包络曲线作为最终评价准则。

配筋包络在工程实践中为保证结构安全的有效手段,同时,该概念与不同内力之间的加权组合密切相关。这种加权的处理方式,给与不同的内力不同的权重,综合考虑多种内力对结构性能的综合影响。

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配筋包络线


群塔比例系数的合理形式及效果

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提出随塔筒高度变化的群塔比例系数,在实现配筋包络的同时,充分体现精细化和经济性。

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随塔筒高度变化的群塔比例系数


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分项群塔比例系数的等效效果

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