大型储气罐风洞试验研究.pdfVIP

第27卷第4期 华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版) Vo1．27No．4 2010年 12月 J．ofHUST．(UrbanScienceEdition) Dee．2010 大型储气罐风洞试验研究 陈 寅 ，梁枢果 ，杨 彪 (1．中南电力设计院，湖北 武汉 430071；2．武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072) 摘 要：根据某大型储气罐多点同步测压风洞试验数据，分析储气罐表面风压分布情况，并将不同高度处平均 风压系数值与规范值进行对 比，得出荷载规范所对应值直接用于此类特殊结构将偏于保守的结论；根据随机振 动理论，计算出储气罐在脉动风荷载作用下的均方根内力响应值以及均方根位移响应值，并在此基础上对储气 罐的计算参与模态的频率范围进行了初步的探讨 ，可知频率大于3．910Hz的模态对均方根内力响应值以及均 方根位移响应值的贡献基本可忽略不计 ，同时还发现对于大型储气罐这种特殊结构某几阶频率对响应贡献值 相对来说比较大，因此在此类结构响应计算时应特别注意；对该大型储气罐风洞试验数据分析、探讨所得上述 结论为将来类似的工程结构进行风致响应的精确计算提供更为准确的参考。 关键词：大型储气罐； 风洞试验； 表面风压； 参与模态频率； 风致响应 中图分类号：TU312 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672-7037(2010)04-0053-06 大型储气罐体型为圆柱体，属于大型特殊钢 罐刚性模型测压风洞试验即在此试验段进行。大 结构。我国现行建筑结构荷载规范中的风荷载条 型储气罐测压模型由有机玻璃制成 ，几何缩尺比 文不能涵盖大型储气罐这类特殊工业结构，为保 为 1：150。模型共布置 370个测压点，其中，圆柱 证大型储气罐结构的抗风安全性、适用性和可靠 体立面布置 240个测点，屋盖布置 130个测点。 性 ，提高其抗风设计的科学性、经济性和合理性， 试验分两次同步测压。为了测量风洞试验参考高 通过风洞试验确定其结构上的平均风压与脉动风 度处风速 ，在模型左前方处安装了风速管，其安装 压，进而分析、计算其在风荷载作用下的静、动态 高度为0．6nl，与模型测压同步测量此处的风速。 响应，评价其抗风性能是完全必要的。基于线性 本次试验采用3个扫描阀分 2次分别同时测量， 体系随机振动理论的频域分析方法是结构风振响 依次对所有测压点的压力信号进行扫描。脉动压 应分析的首选方法 。由于该储气罐各阶固有频率 力的采样时间为 13．1s，每个测点的采样频率为 分布密集、振动模态复杂，因此，运用频域法进行 313Hz，试验风速为 8．02m／s。风洞 中的测压模 风振响应分析时，如何合理地选取参与计算的模 型、风剖面、风速谱与风向角如图1～图4所示。 态数或确定参与模态的频率范围成为必须首先解 决的问题。本文 以某实际大型储气罐工程为背 景，根据风洞试验表面风压测量所得数据，详细讨 论了风压分布情况以及其与建筑荷载规范的对比 情况，同时对储气罐的计算参与模态的频率范围 和筒体风致位移响应进行了初步的探讨。 1 工程简介 图 1 模型在风洞中的相片 1．2 风场的模拟 1．1 试验模型 在本次风洞试验 中，采用档板、尖塔、粗糙元 本试验在广东省建筑科学研究院风洞试验室 等装置来模拟大气边界层风场。大型储气罐所处 中进行。其工作转盘直径为 2．5ITI，采用档板、尖