文档介绍：清华大学研究生课程——《灾害学》清华大学研究生课程——《灾害学》清华大学研究生课程——《灾害学》
横风向风振α作用在结构物表面的风力
μα
1 2
细长柔性结构,横风向可能产生很大的()= ()ρ
pD D v B
动力效应α 2
风灾阻力系数μ
常见横风向振动α
()= ()1 ρ 2
涡振 p v B
L L 2
驰振
陆新征升力系数
颤振μ
清华大学土木工程系= 1 ρ 2 2
抖振 M M v B
2006 2
力矩系数
1 2 3
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漩涡脱落和涡激共振尾流脱落形成过程尾流振动
4 5 6
1
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涡激共振 Reynold 数和 Strouhal数实测Strouhal 数
2 5
数 亚临界范围 Re=3×10 ~3×10
Reynold
m
风速较小,可以忽略;
=
- 0246810 Re 69000vD 超临界范围× 5 × 6
Displacement ( Displacement - Re=3 10 ~ 10
- UX
- UY 随机脱落,不会引起共振
Time(s)
数 6
Strouhal 跨临界范围 Re>×10
n D 应考虑涡振
S = s
v
ns 漩涡脱落频率
7 8 9
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常用截面的Strouhal 数漩涡脱落引起共振频率锁定
当漩涡脱落频率和结构振动频率相近 风洞试验发现,在结构共振后,有一个区域的
时,就会引起结构的共振漩涡脱落频率为常数,称为频率锁定(Lock-in)
区域
已知结构的尺寸,频率,以及结构外形
自临界风速v ~ ,均为共振区
对应的Strouhal数,就可以得到共振频率 cr cr cr
对应的临界风速
n D
v = j
cr S
10 11 12
2
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共振时等效作用在结构上的风载ρ对于圆形规则结构涡激共振计算方法
μϕ
H
ζ1ω 2
vcr D L j (z)dz 取升力系数为μρ 计算临界速度 v
等效位移响应∫H L= cr
= 1 2 ϕϕ n D
y j (z) H j (z) μ j
2 ρ 2 ϕ v =
2 j j m(z) j (z)dz cr
∫0 H
μϕζ1 2 S
H 1 vcr D L j (z)dz
等效力ζ 2 ∫H α
vcr D L j (z)dz = 1 2 ϕϕ 1/
∫H1 p