塔器的风载荷计算

风载荷设计规范

GB/T 50009-2012 《建筑结构荷载规范》

NB/T 47041-2014 《塔式容器》7.6条

GB/T 12337-2014 《钢制球形储罐》6.5条

风载荷：风载荷力=标准风压×迎风面积

风弯矩=风载荷力×形心距

基本风压w₀=1/2ρv₀²    

ρ空气密度1.25kg/m³

基本风压：10m高度处10分钟平均风速50年重新周期确定

塔器体型系数K₁=0.7

球罐体型系数K₁=0.4

H≤20m，风振系数K_2i=1.7

H﹥20m，

风振系数=脉动增大系数×脉动影响系数×振型数/风压高度变化系数+1

小结：H﹥20m时，自振周期越大，脉动增大系数越大，风振系数越大，顺风向水平风力越大。

扶梯当量宽度K₃=400，操作平台当量宽度K₄=600

扶梯与塔顶最大管线的相对位置（180°、90°）

说明：在用户没有提供扶梯方位时，SW6计算中输入更保守的180°相对位置。

1.顺风向（风的方向和振动方向一致）

P_i=K₁K_2iq₀f_il_iD_ei ×10^-6

水平风力=体型系数×风振系数×基本风压×风压高度变化系数×各段塔体的长度×计算有效直径×10^-6

截面Ⅰ－Ⅰ处弯矩  

M_W^Ⅰ－Ⅰ=p_il_i/2+p_i+1(l_i+l_i+1/2)+p_i2(l_i+l_i+1+l_i+2/2)+

底截面0- 0处弯矩 

M_W^0-0=p₁l₁/2+p₂(l₁+l₂/2)+p₃(l₁+l₂+l₃/2)+……

2.横风向（风的方向垂直于振动方向）

H/D＞15且H＞30m时考虑横风向风振

临界风速   V_ci=5D_o/T_i×10^-3

结论：临界风速和自振周期成反比。

SW6计算高塔共振时需要用到这个结论计算第二振型临界风速。

塔顶部风速 V=1.265（f_tq₀）^1/2

V＜V_c1        不考虑共振

V_c1≤V＜V_c2  第一振型的振动

V＞V_c2         第一、二振型的振动

共振时，任意截面J-J处弯矩 

M_ca^J-J=(2π/T_i)² Y_TiΣm_k(h_k-h)φ_ki

3.最大弯矩（不考虑偏心弯矩时）

截面最大弯矩=Max（风弯矩，地震弯矩+25%风弯矩）

有横风向风振时，截面最大弯矩=Max（组合风弯矩，地震弯矩+25%风弯矩）