脉动风作用下气象钢塔的结构风振响应研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2016.05.003

山东科学 ›› 2016, Vol. 29 ›› Issue (5): 17-23.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2016.05.003

脉动风作用下气象钢塔的结构风振响应研究

孙金伟^1,2，赵环宇¹，范秀涛¹，万晓正¹，柴辉¹，王华洁¹，邵萌²*

1.山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛 266001；
2.中国海洋大学工程学院，山东省海洋工程重点实验室，山东青岛 266100

收稿日期:2016-04-25 出版日期:2016-10-20 发布日期:2016-10-20
通信作者: 邵萌，讲师，研究方向为海洋能综合利用。 E-mail:hdshaomeng@163.com
作者简介:孙金伟（1985—），男，硕士，研究方向为海洋浮式结构水动力学及新能源利用技术。Email:chbhy03@163.com
基金资助:
重点海域海洋环境精细化监测集成应用示范（2013BAB04B00）；山东省自然科学基金（ZR2015PE019）；海洋公益性行业科研专项子课题（2013050283）；中央高校基本科研业务费专项（201513056）

Windinduced vibration response of a meteorological tower under fluctuating wind load

SUN Jinwei^1,2, ZHAO Huanyu¹, FAN Xiutao¹, WAN Xiaozheng¹, CHAI Hui¹,WANG Huajie¹,SHAO Meng²*

1.Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Environmental Monitoring Technology, Institute of Oceanographic Instrumentation,Shandong Academy of Sciences, Qingdao 266001, China; 2. Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering,School of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China

Received:2016-04-25 Online:2016-10-20 Published:2016-10-20

摘要/Abstract

摘要：

以脉动风作用下沿海某气象钢塔的风振响应为研究对象，采用谐波叠加法对脉动风载荷进行模拟并验证其有效性，得到作用于气象钢塔各层上的脉动风载荷时历。建立塔架结构的空间三维有限元分析模型，进行有限元仿真，采用时域方法计算钢塔的风振动力响应，为气象钢塔的前期设计和振动控制提供必要的技术参考。分析结果表明，在50年一遇风载荷作用下，该气象钢塔的最大风振位移为0.013 m，在规范要求范围内，塔架设计具有合理性。

关键词: 脉动风载荷模拟, 高耸结构, 谐波叠加, 风振动力响应

Abstract:

We simulated fluctuating wind load with resonance wave superposition method and validated its effectiveness with windinduced vibration response of a meteorological tower under fluctuating wind load as a subject. We also acquired fluctuating wind load instances applied at every layer of the tower. We further established 3D finite element analytical model for the tower and calculated windinduced vibration response of the tower with time domain analytical method. This provided a necessary reference for early design and vibration control of a meteorological tower. Analytical results show that its maximum windinduced vibration displacement is 0.013 meters under wind load of once in fifty years. This is in the range of design requirements, so the tower design is reasonable.

Key words: meteorological tower structure, windinduced vibration response, resonance wave superposition, simulation of fluctuating wind load

中图分类号:

TU311.3

孙金伟，赵环宇，范秀涛，万晓正，柴辉，王华洁，邵萌. 脉动风作用下气象钢塔的结构风振响应研究[J]. 山东科学, 2016, 29(5): 17-23.

SUN Jinwei, ZHAO Huanyu, FAN Xiutao, WAN Xiaozheng, CHAI Hui,WANG Huajie,SHAO Meng. Windinduced vibration response of a meteorological tower under fluctuating wind load[J]. SHANDONG SCIENCE, 2016, 29(5): 17-23.

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Windinduced vibration response of a meteorological tower under fluctuating wind load

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