随建筑布置型化、复杂化构型化,构流荷载构振影响突,考虑构设计运靠,必振源脉压析,流脉荷载及流脉压转换。构流激振值计算属计算范畴,依据计算基论。,构振研究切计算基础,章析构振。
程践,流脉构影响质随,属随振范畴,章介绍随振析论,,历程析构流激振析。
.. 流脉荷载转化
... 流荷载
构识,线弹系振,弹、阻尼、惯及。随荷载,引构振随。题求困,决微程求,必须随量概率统计征描述随振各统计。流诱振言,键确激励荷载流脉压。流脉压荷载般况属稳随程,则流脉压荷载示
式:()流压荷载均值,按静压强;σ流脉压荷载均差,荷载流脉压;()流脉压荷载随化随函,零,均差,反映脉荷载频域征。
... 脉压强布征
-程脉压强程式:
式(.),紊流压脉源流速脉,称式右脉压“源”项,:“紊流-剪切”“紊-紊”互脉源控制紊流压脉质。,根据紊流征,际剪切紊流压脉按征紊流层型强紊流型,缓紊流泄建筑荷载及某滑空化及弹振题,“紊流-剪切”导,脉压产取决壁附近紊流猝引垂流速脉壁压;跃区强流建筑荷载及空化流,“紊-紊”源导,壁脉压产,取决区尺干构形流流速脉伸延压壁。
... 流脉压幅值转换
整荷载流构荷载各脉压,,构计算,必须流脉压转换。转化构承压、流量及素,止仍确达式,试验据析。
,宽矩形脉壁压,取微积=,脉壁压系
脉壁压函:
换
式,′(,,′,′,τ)(,)(′,′)隔τ脉壁压互函,式(.),矩形域各脉壁压互函均,求脉壁压函,求脉壁压转换系。考虑(,)(′,′)系,坐标移(,)引化,令ξ=′-,η=′-,式(.)
微积,二元均匀流,式(.)化
探讨幅值转换,令τ=,则式(.)
令ρ(ξ,η),ρ(-ξ,η)互系,式(.)
根据互系义,顺流距ξ互系:
垂流距η互系:
根据测各脉压,拟合顺流垂流脉系曲线,式(.)积脉壁压转换系:
... 流脉压频谱转换
空函征空刻脉压互依赖系,根据泰勒冻假,空函(纵)函转换系ρ(ξ)=ρ(τ),τ=ξ/,涡旋传递速,脉压析,=ξ/τ,τ峰值滞。微积,脉荷载函脉压空函系
合泰勒冻假,
式:,承压宽;′η横、脉压幅值转换系。
征频谱征谱密函函互傅叶换,反映脉压量频域布,若量纲谱密()示,则
式(.)傅叶换,取单谱,单谱量纲化,
式(.),式(.)式(.)、脉压量纲谱密函转换系:
式,()、′()、脉压量纲谱密函。式,垂流存涡旋传递,式ρ(η)影响,横尺寸影响脉压幅值影响频谱。
.. 流激振值计算
构际运程,引振。论流激振具哪具形式,构振素,产构随脉流构振素。基识,计算,构际脉压:流产脉压,模型试验测;二构振引附扰流产压,述附质量矩阵效,且假附扰流脉压影响,忽略计。题归求考虑附质量影响,构脉流随振。
具限元析,计算构流激振:随振析及历程析。
随振析,模型试验测构流脉压频谱析,考虑脉压空,测流脉压转换限元计算节荷载,随振计算求构流激振响。
历程析,考虑荷载效,依据模型试验取步Δ,考虑脉压空,测流脉压转换限元计算随化节荷载,历程瞬态析求构流激振响。
.. 脉压频谱析
设各测流脉压各态遍历稳随量,则函:
纳维-辛钦系式,脉压功率谱密函
功率谱际计算,采脉压函求功率谱密函,速傅叶换()技术,求各测流脉压功率谱函及各测互谱密函。
首始系列除均值,乘适窗函修,减限速傅叶换频率泄漏。设修测脉压{()}速傅叶换
则频率谱值
则测功率谱式(.)确:
、,求各,则互功率谱
步
,∗共轭复谱。
.. 随振析
构离散限元析程
际求述整矩阵单元矩阵组装。
式:[]弹矩阵;[]矩阵;ρ材料密;γ阻尼系。
首求构振,即低阶振型[φ]=[{φ},…,{φ}]频率{ω}={ω,…,ω}。振型展,移量{δ}广义坐标{}函:
式(.)构离散限元析程,左乘[φ]:
式:[∗],[∗],[∗]构广义劲矩阵、广义阻尼矩阵广义质量矩阵。
采例阻尼假,交程(.)
.节荷载功率谱矩阵
节节荷载绕节周围块积叠
节荷载矩阵
节荷载矩阵[(τ)]按节、块,考虑块、元素:
端傅叶换
义频域干函:
γ(ω)示负指衰减函形式:
集合脉压节,节荷载功率谱矩阵[(ω)]。
.广义()功率谱矩阵[(ω)]
广义()矩阵:
纳维辛欧系式:
式端傅叶换
.广义坐标{()}功率谱矩阵
广义坐标{()}矩阵:
({(-θ)}{(+τ-θ)})=[(τ+θ-θ)]
傅叶换:
,[(ω)]=[(ω)…(ω)]传递函矩阵。
即广义坐标{()}功率谱矩阵:
.移响差矩阵
端傅叶换:
式(.)、式(.)式(.)移响功率谱矩阵:
积移响均根值:
.响差矩阵
设选择矩阵[](整节移→单元节移):
单元:
[]=[][][][φ]
单元矩阵:
傅叶换,即
述式(.)、式(.)
故单元响功率谱矩阵[σ(ω)]:
积响均根值:
.. 计算模型
计算模型图.图.。
图. 计算限元整模型图
图. 计算限元塔模型图
.计算模型范围
选取塔段计算模型,计算模型:
塔——取底板,程;取塔顶,程.,计算模拟.。
基——游延,游延,.;左右侧塔缝致;基深取倍塔。
.坐标系
取单塔段称轴、底板拦污栅柱迎交坐标,轴确:
轴——,顺流,指游;
轴——垂流,指;
轴——竖,。
.网划
计算采节六单元及退化单元,计算模型共节,单元。
.约束件
基约束,岩周约束,塔段。
.计算荷载
脉荷载荷载占较,单独研究脉荷载构,计算考虑流脉荷载影响。
... 计算参确
塔及基计算参根据研阶段设计件计算参选取,详.。
. 塔及基岩参
... 计算况
依据模型试验,况流激振计算,.。
. 计算况
.. 弹模型试验
脉压强模型试验共测,.况,模型尺.。
. 模型试验况
述论,流脉压强随历程曲线功率谱析,析运际计算软件,采典功率谱估计函,图.~图.值计算况况各测脉压强随历程曲线图及功率谱图。根据,各况各测脉压强功率谱幅值均,功率谱幅值测,该顶,流冲击。各测脉压强量低频。测脉压强程图及功率谱图图.~图.。
图. 况测脉压强程图及功率谱图
.. 计算简介
流激振功率谱析,沿横纵共截,观察流激振状况。图.,截具置.。
. 截置
图. 况二测脉压强程图及功率谱图
图. 况测脉压强程图及功率谱图
析,需注,随振功率谱析计算σ(倍差)各参值,σ移,σ。量假均值零(态)布。
例,移=.示.值概率%(σ)。求保证率移值,需乘系。例,.×=.示.值概率%(σ),.×=.示.概率%(σ)。
.. 况计算析
... 析
图. 况测脉压强程图及功率谱图
顺流较值布顺流连系梁、检修故槽、孔附近,值.,程.纵连系梁侧。岩,塔构岩,塔岩较顺流,布区域程.~.靠近侧,.。垂流较值布侧岩触,布范围集程.~.,.,程.侧;岩,构岩,侧岩较垂流,布范围集程.~.,.。竖较值布程.侧拦污栅、、侧岩触,竖.,程侧岩触。基础侧岩较竖,布范围较广,值,竖.,程。各云图图.~图.。
图. 截置示图
图. 构顺流σ云图
图. 构垂流σ云图
图. 构垂流σ云图
塔构谱析,流激振,塔塔构范围顺流、垂流竖,值较。各均.,各剖极值.。
. 各剖σ、σ及σ极值
... 移析
流激振,顺流移整倾游,顺流移值.,塔,顺流移化呈显随程递增趋势。垂流移值.,侧纵连系梁,垂流移整非微。竖移值.,靠近岩,竖移呈层征,沿顺流移呈递增趋势。各移云图图.~图.。
图. 构综合振移云图
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
图. 构竖振移云图
塔构移析,流激振,竖移顺流移较,顺流移竖移呈层征,垂流移。各剖移极值.。
. 各剖、及极值
续
.. 况二计算析
... 析
顺流较值布顺流连系梁、故槽、孔附近,值.,程纵连系梁侧。岩,岩互,岩较顺流,布区域程~靠近侧,.。垂流较值布侧岩触,布范围集程~,.,程侧。岩,岩互,程较垂流,值.。竖布程侧拦污栅、、侧岩触,竖.,程拦污栅。岩,基础侧岩竖,布范围较广,值,竖.,程。各云图图.~图.。
图. 构顺流σ云图
塔构谱析,流激振,塔塔构范围顺流、垂流竖,值较。各均.,各剖极值.。
图. 构垂流σ云图
图. 构垂流σ云图
. 各剖σ、σ及σ极值
... 移析
流激振,顺流移整倾游,顺流移值.,塔,顺流移化呈显随程递增趋势。垂流移值.,程~拦污栅,垂移整非微。竖移值.,靠近岩,竖移呈层征,沿顺流移呈递增趋势。各移云图图.~图.。
图. 构综合振移云图
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
图. 构竖振移云图
塔构移析,流激振,竖移顺流移较,顺流移竖移呈层征,垂流移。各剖移极值.。
. 各剖、及极值
续
.. 况计算析
... 析
顺流较值布顺流连系梁、故槽、孔附近,.,程纵连系梁侧。岩互,侧岩较顺流,布区域程~靠近侧,.。垂流布侧岩触,布范围集程~,.,程侧。岩互,侧岩较垂流,布范围集程~,.。竖较值布程侧拦污栅、、侧岩触,竖.,程拦污栅。基础侧岩较竖,布范围较广,值,竖.,程。各云图图.~图.。
图. 构顺流σ云图
塔构谱析,流激振,塔塔构范围顺流、垂流竖,值较。各均.,各剖极值.。
图. 构垂流σ云图
图. 构垂流σ云图
. 各剖σ、σ及σ极值
... 移析
流激振,顺流移整倾游,顺流移值.,塔,顺流移化呈显随程递增趋势。垂流移值.,侧纵连系梁,垂流移整非微。竖移值.,靠近岩,竖移呈层征,沿顺流移呈递增趋势。各移云图图.~图.。
图. 构综合振移云图
图. 构顺流振移云图
塔构移析,流激振,竖移顺流移较,顺流移竖移呈层征,垂流移。各剖移极值.。
图. 构垂流振移云图
图. 构竖振移云图
. 各剖、及极值
.. 况计算析
... 析
顺流较值布顺流连系梁、故槽、孔附近,.,程纵连系梁侧,范围。岩,岩互,岩较顺流,布区域程~靠近侧,.。垂流布侧岩触,布范围集程~,.,程侧。岩,岩互,侧岩较垂流,布范围集程~,.。竖布程侧拦污栅、、侧岩触,竖.,程拦污栅。岩,基础侧岩竖,布范围较广,值,竖.,程。各云图图.~图.。
图. 构顺流σ云图
塔构谱析,流激振,塔塔构范围顺流、垂流竖,值较。各均.,各剖极值.。
. 各剖σ、σ及σ极值
图. 构垂流σ云图
图. 构垂流σ云图
... 移析
流激振,顺流移整倾游,顺流移值.,塔,顺流移化呈显随程递增趋势。垂流移值.,侧纵连系梁,垂移整非微。竖移值.,靠近岩,竖移呈层征,沿顺流移呈递增趋势。各移云图图.~图.。
图. 构垂流振移云图
图. 构竖振移云图
图. 构综合振移云图
图. 构顺流振移云图
塔构移析,流激振,竖移顺流移较,顺流移竖移呈层征,垂流移。各剖移极值.。
. 各剖、及极值
.. 况析
况各剖移值汇,.。
. 各剖移值
根据.,各况值移值,.。各况值移值绘制系曲线图.图.。
. 各况移值
图. 各况各
图. 各况各移
况较析,:
()随游增,各移呈递增趋势。况(层取)响移响。
()移较,垂河移非,顺流移呈随程化征。
()响移响况,.,流激振整稳影响限。
功率谱析,保证率形,根据程际需求确各保证率移值,.。
. 各保证率移值
续
.. 计算简介
计算附质量形式考虑影响,流脉压荷载,构限元模型,借助功强际型限元软件,瞬态程析,较获移及响。
塔构复杂,构化,选取塔危险研究,选取节图.。
节:拦污栅墩顶。
节:程.~横连梁拦污栅墩交。
节:程.~.垂连梁拦污栅墩交。
节:拦污栅墩底板交。
节:取底。
节:故闸流顶。
节:程塔背交。
节:程塔背交。
.. 况计算析
图. 节布
况:游.,层取,节闸。
.移析
.顺流振移历程计算极值,整,构流激振,振移较,,节(拦污栅墩顶)振移,移.μ,负移.μ;节(程.~垂连梁拦污栅墩交)移.μ,负移达.μ;余各节振移皆较,-.~.μ。具各节顺流振移程图.。
. 各节、及极值
.垂流振移历程计算极值,节(程.~.垂连梁拦污栅墩交)构垂流振移,移达.μ,负移达.μ;.竖振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构竖振移,移达.μ,负移达.μ。
各振移值刻云图图.~图.。
.析
脉压强流激振,构皆较。.,节(拦污栅墩底板交),及绝值皆超.,构流激振,构影响较。
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
. 各节σ及σ极值
图. 构竖振移云图
各值刻云图图.图.。
图. 构σ云图
.. 况二计算析
况二:游.,二层取,节闸。
.移析
.顺流振移历程计算极值,整,构流激振,振移较,,节(拦污栅墩顶)振移,移达.μ,负移达.μ;节(程.~横连梁拦污栅墩交)置较,移达.μ,负移达.μ;余各节振移皆较,-.~.μ。
图. 构σ云图
.垂流振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构垂流振移,移达.μ,负移达.μ;.竖振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构竖振移,移达.μ,负移达.μ。
. 各节、及极值
各振移值刻云图图.~图.。
.析
脉压强流激振,构皆较。.,节(取底)较,及绝值皆超.,构流激振,构乎影响。
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
. 各节σ及σ极值
图. 构竖振移云图
各值刻云图图.图.。
图. 构σ云图
.. 况计算析
况:游,层取,节闸。
.移析
.顺流振移历程计算极值,整,构流激振,振移较,,节(拦污栅墩顶)振移,移达.μ,负移达.μ;节(程.~横连梁拦污栅墩交)置较,移达.μ,负移达.μ;余各节振移皆较,-.~.μ。
图. 构σ云图
.垂流振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构垂流振移,移达.μ,负移达.μ;.竖振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构竖振移,移达.μ,负移达.μ。
. 各节、及极值
各振移值刻云图图.~图.。
.析
脉压强流激振,构皆较。.,节(拦污栅墩底板交)较,及绝值皆超.,构流激振,构乎影响。
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
. 各节σ及σ极值
图. 构竖振移云图
各值刻云图图.图.。
图. 构σ云图
.. 况计算析
况:游,取,闸状态。
.移析
.顺流振移历程计算极值,整,构流激振,振移较,,节(拦污栅墩顶)振移,移达.μ,负移达.μ;节(程.~横连梁拦污栅墩交)置较,移达.μ,负移达.μ;余各节振移皆较,-.~.μ。
图. 构σ云图
.垂流振移历程计算极值,节(拦污栅墩顶)构垂流振移,移达.μ,负移达.μ;.竖振移历程计算极值,节(取底)构竖振移,移达.μ,负移达.μ。
. 各节、及极值
各振移值刻云图图.~图.。
.析
脉压强流激振,构皆较。.,节(拦污栅墩底板交),及绝值皆超.,构流激振,构乎影响。
图. 构顺流振移云图
图. 构垂流振移云图
. 各节σ及σ极值
图. 构竖振移云图
各值刻云图图.图.。
图. 构σ云图
.. 况析
计算况各节移及值汇.~.及图.~图.。
图. 构σ云图
. 各节顺流移极值 单:μ
. 各节垂流移极值 单:μ
图. 各节极值曲线图
图. 各节极值曲线图
. 各节竖移极值 单:μ
. 各节σ极值 单:
图. 各节极值曲线图
图. 各节σ极值曲线图
. 各节σ极值 单:
图. 各节σ极值曲线图
.~.,构,移响响均较,脉流构影响。考虑计算况,况,该况(游,层取)流脉影响,顺流移.μ,垂流移.μ,竖移.μ,及.-.。
图.~图.,况况,各况移及响呈化趋势,随游逐渐降低,闸依启,流构逐渐减弱。脉流构产显影响。
()程脉压、脉流速随程具各态历质。统计取。程采功率谱程析。
()计算各况件,脉压功率谱幅值均,各测脉压言,,各测脉压量低频。
()功率谱求流激振构整保证率,际程根据际况修。
()脉流,塔构低,析均.,闸泄产脉流构产显影响。
[] .流诱振[].北京:械业版社,.
[] 吉,杨林.淹跃导墙脉压幅频[].,():-.
[] 练继建,崔广涛,黄锦林.导墙构流激振研究[].,,():-.
[] 陈玲玲,钱胜.峡溢流坝左导墙流激振限元计算析[].江,,().
[] 彭,崔广涛.漫湾站厂房泄洪振模拟研究[].技术,,():-.
[] 观.随脉压构响[].,():-.
[] 谢省宗,铁灵芝,李琴,.泄建筑压脉振题[].速流,():-.
[] 杨敏,崔广涛.构流激振综合集探讨[].,,():-.
[] 肖铎.溢洪衬砌底板振计算研究[].,():-.
[] 崔广涛,练继建,彭,.流荷载流固互[].北京:版社,.
[] 练继建,斌,李福田.坝流激振响反析[].,,():-.