《高层结构抗风抗震设计》第二章（2-4）横风向涡流脱落共振等效风荷载

§2-4横风向涡流脱落共振等效风荷载 对于圆柱体结构试验表明,涡流脱落振动特征描述: Re-一雷诺数 Re=69000vD Re惯性力PD2mDvD 粘性力 C∞、 y=0.145×10m2/s

§2－4 横风向涡流脱落共振等效风荷载 对于圆柱体结构试验表明，涡流脱落振动特征描述： Re－－雷诺数 Re = 69000vD     vD vD D D v v D = = = 2 2 2 Re ＝ 粘性力 惯性力    = 0.145 10 m /s −4 2  =  [1]

根据雷诺数的大小,可分为三个临界范围为: 1、亚临界范围:周期脱落振动 Re3.5×10042≈0.2~0.25 对于建筑,1,3范围可能产生共振 1范围内,速度小,影响不大,可以忽略。 )工程上关注的是跨临界范围的共振 3范围内,速度大,影响很大,不可忽略

根据雷诺数的大小，可分为三个临界范围为： 1、亚临界范围：周期脱落振动 2、超临界范围：随机不规则振动 3、跨临界范围：基本上恢复到周期脱落振动 5 Re  310 L  0.2 ~ 0.5 5 6 310  Re  3.510 L  0.2 6 Re  3.510 L  0.2 ~ 0.25 对于建筑，1，3范围可能产生共振。 1范围内，速度小，影响不大，可以忽略。 3范围内，速度大，影响很大，不可忽略。 工程上关注的是跨临界范围的共振

共振临界风速:根据斯脱罗哈数( Strouhal number) D nD 第j个自振周期 St斯脱罗哈数 涡流脱落频率 产生共振的条件: Re=69000vD>3.5×10° D <,=、/1600 T·St

共振临界风速：根据斯脱罗哈数（Strouhal Number ） T St D v j c  = v n D St s = St Tj 第j个自振周期 斯脱罗哈数 ns 涡流脱落频率 产生共振的条件：       = =  = =   0 0 6 1600 Re 69000 3.5 10 v w w T St D v v D H z z j c c  

横风向共振时运动方程为: m(z)i+c(z)x+(Er(z)r"I Pv:Du, sin o,t 按结构动力学即可求解为: D(( 32004ma Z=49(x)d (E)dz 如取=0.2,则相应的横风向共振等效风荷载为: xia(a)=ma x(==viDa q,(二) 160005 横向共振风力

横风向共振时运动方程为： m z x c z x E I z x v D t  c L  j sin 2 1 ( ) ( ) ( ( ) ) 2 +  +   = 按结构动力学即可求解为：        = =   H j H H j j j j c L j j z dz z dz m v D z x z 0 2 2 2 max ( ) ( ) 3200 ( ) ( ) 1         横向共振风力 如取 ，则相应的横风向共振等效风荷载为： ( ) 16000 ( ) ( ) 2 max 2 z v D P z m x z j j c j Ldj j    =  = L = 0.2 *

共振起点高度H,可由以下求出: H H=10 10 H 顶点风速 H 10 H,=H

共振起点高度 H1 ，可由以下求出： c v H v  =       10 1 0  1 0 1 10         = v v H c        = 10 0 H v v H  1 1         = H c v v H H 顶点风速 ： *