大型冷却塔抗风设计原理与工程应用

大型冷却塔抗风设计原理与工程应用
出版时间：2017


内容简介
　　《大型冷却塔抗风设计原理与工程应用》总结了作者在国内外大型冷却塔工程抗风设计的研究成果，系统地阐述了大型冷却塔的结构抗风设计原理，并将其应用于国内外重大工程实例，主要包括风荷载特性、群塔干扰效应、结构风致响应、风振系数取值、等效静力风荷载以及结构稳定性等一系列问题，涉及基础理论、计算方法、试验方法及研究结果等，同时结合国内外拟建、在建和已建大型冷却塔工程给出大量抗风设计研究实例。
　　《大型冷却塔抗风设计原理与工程应用》可供从事大型冷却塔抗风及结构设计等方面的专业技术人员使用，亦可作为高等院校相关专业研究生和本科生的参考教材。

前言
第1章 绪论 1
1.1 冷却塔介绍 1
1.1.1 冷却塔工作原理 1
1.1.2 冷却塔分类 3
1.1.3 国内外建设现状 5
1.1.4 历年风毁事件及分析 7
1.2 风荷载研究 10
1.2.1 研究方法 10
1.2.2 主要国家冷却塔设计规范介绍 11
1.2.3 研究现状及发展动态 11
1.3 风振响应研究 12
1.3.1 计算方法介绍 12
1.3.2 研究现状及不足 15
1.4 等效静力风荷载研究 16
1.4.1 计算方法介绍 16
1.4.2 研究现状及不足 20
1.5 本书的目的和主要内容 21
参考文献 22
第2章 大型冷却塔单塔风荷载分布特性 24
2.1 成塔脉动风荷载随机特性 24
2.1.1 非高斯特性 24
2.1.2 非平稳特性 34
2.1.3 风压极值研究 41
2.2 施工全过程风荷载分布特性 50
2.2.1 时域特性 51
2.2.2 频域特性 55
2.2.3 极值风压分布 61
2.3 考虑导风装置风荷载分布特性 64
2.3.1 风洞试验与数值模拟 64
2.3.2 结果分析 65
2.4 考虑风热耦合效应内吸力取值 73
2.4.1 分析方法介绍 73
2.4.2 计算工况说明 74
2.4.3 结果分析 75
2.5 考虑散热器不同透风率风荷载取值 80
2.5.1 计算工况说明 81
2.5.2 外表面风压分布 81
2.5.3 内表面风压分布 82
2.6 小结 84
参考文献 85
第3章 大型冷却塔群塔组合风荷载干扰效应 86
3.1 双塔组合 86
3.1.1 常见塔间距 86
3.1.2 考虑不同透风率的影响 87
3.1.3 考虑复杂山形的影响 93
3.1.4 考虑不同导风装置的影响 100
3.2 三塔组合 102
3.2.1 串列布置 102
3.2.2 品字形布置 103
3.3 四塔组合 103
3.3.1 典型四塔布置 103
3.3.2 考虑复杂山形的影响 111
3.4 复杂塔群组合 121
3.5 小结 122
参考文献 123
第4章 大型冷却塔风振计算方法 124
4.1 风振时域计算方法 124
4.1.1 基本概念 124
4.1.2 时域计算理论 125
4.2 风振频域计算方法 138
4.2.1 基本原理和经典算法 138
4.2.2 脉动风效应各分量的定义 140
4.2.3 一致耦合法 143
4.2.4 背景响应分析方法 144
4.2.5 改进的共振响应分析方法 146
4.2.6 交叉项求解的耦合恢复力协方差法 148
4.2.7 总风致响应的组合 150
4.2.8 方法正确性验证 152
4.2.9 精度分析与参数确定 152
4.3 小结 155
参考文献 155
第5章 大型冷却塔风致响应与参数分析 157
5.1 风致响应特性 157
5.1.1 平均响应 157
5.1.2 背景响应 158
5.1.3 共振响应 159
5.1.4 交叉项响应 160
5.1.5 总风振响应 161
5.2 结构基频的影响 165
5.3 阻尼比的影响 166
5.4 周边干扰的影响 168
5.5 导风装置的影响 169
5.5.1 塔筒响应 169
5.5.2 支柱响应 172
5.5.3 环基响应 172
5.6 加劲环的影响 173
5.6.1 塔筒响应 173
5.6.2 支柱响应 176
5.6.3 环基响应 178
5.7 子午肋的影响 179
5.7.1 塔筒响应 179
5.7.2 支柱响应 180
5.7.3 环基响应 182
5.8 支柱类型的影响 183
5.8.1 截面形式 184
5.8.2 支柱形式 186
5.9 子午线型的影响 189
5.9.1 子午线型介绍 189
5.9.2 塔筒响应 190
5.9.3 支柱响应 193
5.10 小结 194
参考文献 194
第6章 大型冷却塔抗风稳定性 195
6.1 常规冷却塔 195
6.1.1 整体稳定性 195
6.1.2 局部稳定性 195
6.1.3 特征值屈曲稳定验算方法 196
6.2 开孔排烟冷却塔 197
6.2.1 整体稳定性 197
6.2.2 局部稳定性 198
6.2.3 线弹性特征值屈曲稳定性 200
6.3 带导风装置冷却塔 202
6.3.1 整体稳定性 202
6.3.2 局部稳定性 202
6.3.3 线弹性特征值屈曲稳定性 203
6.4 施工全过程冷却塔 203
6.4.1 常规冷却塔 204
6.4.2 加环冷却塔 207
6.4.3 加肋冷却塔 211
6.5 小结 213
参考文献 214
第7章 大型冷却塔风振系数与参数分析 215
7.1 风振系数定义 215
7.2 不同响应等效目标 216
7.2.1 以径向位移为目标 216
7.2.2 以子午向轴力为目标 218
7.2.3 以环向弯矩为目标 221
7.2.4 以Mises应力为目标 223
7.2.5 二维分布特性 224
7.3 风振系数参数分析 226
7.3.1 阻尼比的影响 226
7.3.2 周边干扰的影响 230
7.3.3 施工全过程的影响 232
7.3.4 塔高的影响 241
7.3.5 塔型的影响 244
7.3.6 内吸力风振系数取值初探 247
7.4 风振系数预测 252
7.4.1 灰色-神经网络联合模型的建立 252
7.4.2 网络的有效性验证 254
7.4.3 精细化风振系数预测 255
7.5 小结 256
参考文献 256
第8章 大型冷却塔等效静力风荷载 258
8.1 单目标等效静力风荷载 258
8.1.1 平均分量 258
8.1.2 背景分量 258
8.1.3 共振分量 261
8.1.4 交叉项分量 263
8.1.5 脉动风等效静力风荷载 266
8.1.6 总风荷载分布特征 268
8.2 多目标等效静力风荷载 271
8.2.1 实质与优缺点 271
8.2.2 改进计算方法 272
8.2.3 分布特征与合理性探讨 275
8.3 CCM简化计算方法 279
8.3.1 简化计算方法的提出 280
8.3.2 简化计算方法的应用 280
8.4 小结 282
参考文献 282
第9章 基于二次开发大型冷却塔抗风计算软件 284
9.1 ANSYS二次开发 284
9.1.1 开发语言简介 284
9.1.2 二次开发流程 285
9.1.3 模块开发成果 289
9.2 MATLAB二次开发 292
9.2.1 开发语言简介 292
9.2.2 二次开发流程 293
9.2.3 软件开发成果 297
9.3 算例分析 303
9.3.1 动力特性测试 303
9.3.2 风致响应测试 305
9.3.3 风致稳定测试 307
9.3.4 风振动力测试 309
9.4 小结 311
参考文献 311
附录A 风洞试验方法介绍 313
附录B 数值模拟方法介绍 317
附录C 国内外大型冷却塔抗风设计规范介绍 325
附录D 工程参数介绍 331
附录E 南京航空航天大学风洞实验室简介 338