风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型
%风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型
%自回归模型阶p＝4，模拟空间20个点，时间步长ti＝0.1，频率步长f＝0.001，
%空间相干系数采用与频率无关的shiotani相关系数,脉动风速谱为Davenport谱
clear
tic
k=0.005;
v10=25;
n=0.001:0.001:10;
xn=1200*n./v10;
s1=4*k*25^2*xn.^2./n./(1+xn.^2).^(4/3); %Davenport谱
%产生空间点坐标
for i=1:20
x(i)=5+i；
z(i)=8+i;
end
%求R矩阵
syms f
R0=zeros(20);
for i=1:20
for j=i:20
H0=inline('(4*1200^2*f*k)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','v10');
k=0.005; %地面粗糙度长度
v10=25;
R0(i,j)=quadl(H0,0.001,10,0.001,0,k,v10);
R0(j,i)=R0(i,j);
end
end
R1=zeros(20);
for i=1:20
for j=i:20
H1=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*
ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');
k=0.005;
ti=0.1; %时间步长
v10=25;
dx=x(i)-x(j);
dz=z(i)-z(j);
R1(i,j)=quadl(H1,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);
R1(j,i)=R1(i,j);
end
end
R2=zeros(20);
for i=1:20
for j=i:20
H2=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*
2*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');
k=0.005;
ti=0.1;
v10=25;
dx=x(i)-x(j);
dz=z(i)-z(j);
R2(i,j)=quadl(H2,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);
R2(j,i)=R2(i,j);
end
end
R3=zeros(20);
for i=1:20
for j=i:20
H3=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*
3*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');
k=0.005;
ti=0.1;
v10=25;
dx=x(i)-x(j);
dz=z(i)-z(j);
R3(i,j)=quadl(H3,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);
R3(j,i)=R3(i,j);
end
end
R4=zeros(20);
for i=1:20
for j=i:20
H4=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*
4*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');
k=0.005;
ti=0.1;
v10=25;
dx=x(i)-x(j);
dz=z(i)-z(j);
R4(i,j)=quadl(H4,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);
R4(j,i)=R4(i,j);
end
end
Q1=zeros(20);
Q2=zeros(20);
Q3=zeros(20);
Q4=zeros(20);
A=[R0 R1 R2 R3;R1 R2 R3 R0;R2 R3 R0 R1;R3 R0 R1 R2]; %80X80矩阵
B=[R1;R2;R3;R4]; %80X20矩阵
X=A\B; %此式相当于A*X=B，X(80×20矩阵)为自回归系数Ψ
q1=X(1:20,:); %取X的第一个20×20矩阵
q2=X(20+1:2*20,:); %取X的第二个20×20矩阵
q3=X(2*20+1:3*20,:); %取X的第三个20×20矩阵
q4=X(3*20+1:4*20,:); %取X的第四个20×20矩阵
Q1=q1';
Q2=q2';
Q3=q3';
Q4=q4';
RN=R0+Q1*R1+Q2*R2+Q3*R3+Q4*R4;
%对RN 进行cholesky分解
L=zeros(20);
L=chol(RN);
L=L';
a=zeros(20,2048);
for i=1:20
for j=1:2048
a(i,j)=normrnd(0,1,1,1); %产生均值0，方差1的正态随机数矩阵end
end
V(1:20,1)=L*a(:,1);
V(1:20,2)=-Q1*V(1:20,1)+L*a(:,2);
V(1:20,3)=-(Q1*V(1:20,2)+Q2*V(1:20,1))+L*a(:,3);
V(1:20,4)=-(Q1*V(1:20,3)+Q2*V(1:20,2)+Q3*V(1:20,1))+L*a(:,4);
for t=5:2048
V(1:20,t)=-(Q1*V(1:20,t-1)+Q2*V(1:20,t-2)+Q3*V(1:20,t-3)+Q4*V(1:20,t-4))+L*a(:,t); end
V1=V(1,:); %取第一点的风速
t=(1:2048)*0.1;
figure
subplot(2,1,1);
plot(t,V1,'b-');
xlabel('t(s)');
ylabel('v(t)');
axis([0 120 -40 40]);
%与目标谱进行比较
[power,freq]=psd(V(1,:),2048,10,boxcar(1024),0,'mean'); power=power*2*0.1;
subplot(2,1,2);
loglog(freq,power,'r-',n,s1,'g-');
xlabel('freq');
ylabel('s1/power');
toc
近海风机塔架风浪荷载及其响应分析_陈为飞
参考文献 [1] 李秋义,王志伟,李云霞,田砾.海泥陶粒制备高性能轻集料混 凝土的试验研究[J ].材料科学与工艺,2008,16(4):547-550. [2] 任洪涛,祖亚丽,任泽民,刘平.轻骨料混凝土剪力墙抗震性能 的试验研究[J ].河北工业大学学报,2007,36(3):94-98. [3] 王海龙,申向东.轻骨料混凝土早期力学性能的试验研究[J ]. 硅酸盐通报,2008,27(5):1018-1022. [4] J G J51-2002,轻骨料混凝土技术规程[S]. [5] J G J12-99,轻骨料混凝土结构设计规程[S]. [6] 张弘强,王书彬,魏拓,徐原庆.粉煤灰陶粒混凝土配合比的正 交实验研究[J ].森林工程,2008,24(6):72-73. [收稿日期] 2009-12-08 [作者简介] 张广成(1979-),男,河北人,工程师,现从事建筑 结构设计工作。 (编辑 王亚清) 近海风机塔架风浪荷载及其响应分析 陈为飞, 陈水福 (浙江大学建筑工程学院结构工程研究所, 杭州 310058) 【摘 要】 研究风暴潮环境下近海风机塔架所承受的风、浪、海流动力荷载的数值模拟与计算,探讨在这些 动力荷载作用下风机塔架的位移及基底内力响应的变化规律。联合运用了快速傅立叶变换(FFT )方法和谐波叠加法进行脉动风的模拟,再由M oris on 方程计算浪和流荷载。算例分析表明,在风暴潮环境下,风机塔架的塔底水平力与倾覆力矩较大,通过调整角度降低叶片的迎风面积,可在一定程度上减小叶片上的风荷载,降低塔底最大主应力;在风荷载和浪流荷载的作用中,塔底弯矩主要由前者引起,而后者对塔底水平力的贡献较大。 【关键词】 风机;风荷载;波浪荷载;风暴潮;动力响应 【中图分类号】 T U31113 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001-6864(2010)03-0044-03 [基金项目] 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2007AA05Z 427) 我国近海风能资源十分丰富,据测算其储量约达 715亿kW [1],为陆上储量的3倍。近海风力发电具有风力持久稳定、风能产量更高、受环境影响小等特点,已成为我国风电发展的新趋势。目前我国已建成上海东海大桥海上风电场一期工程,正在或即将建设的项目还有很多[2]。 尽管近海风电场具有诸多优势,但是与陆上风电场相比,近海风电场所受的极端环境荷载更加恶劣和复杂,其中最为典型的极端荷载就是风暴潮荷载。当风暴潮恰与天文大潮相遇时,其破坏力将更大。因此,研究风暴潮等极端环境下近海风机承重构架的风、浪、潮流荷载及其响应,对保障风电机组的结构安全具有十分重大和现实的意义。1 荷载计算 风暴潮环境下作用在近海风机塔架上的荷载主要有风荷载、浪荷载和潮流荷载。首先运用风速谱及相关的模拟方法进行脉动风风速时程的模拟,然后根据流体力学方法,计算作用于风机塔架上的风荷载时程;而波浪力的计算则采用波浪模拟法并结合M orison 方程实现。1.1 风荷载的计算 在风的顺风向时程曲线中,风速包括平均风和脉 动风两部分。假设来流风中的脉动部分符合沿高度变化的S im iu 谱[6]: S v (z ,n )=200f 3v 23 n (1+50f 3) 5Π3 (1) 式中,f 3=nz Π v (z ),n 为脉动风频率(H z );z 为相对地面的高度; v (z )为z 高度处的平均风速;v 3为风 的流动剪切速度,v 23=K v 210,K 值取01002 [7] 。本文联合运用快速傅立叶变换(FFT )方法和谐波叠加法进行脉动风的模拟,获得脉动风时程的样本曲线。设ωn 和ωk 为截取频率的上限和下限,N 为正整数,设为充分大,则考虑一组m 处不同高度的风速时程v j (t )(j =1,2,…,m ),可用下式表示[8]: v j (p Δt )= 2ΔωR e G j (p Δt )exp i p πM (2) 式中,R e 为复数取实部函数,Δω=(ωn -ωk )Π N ,M =2πΠ(Δt Δ ω)为整数;p =1,2,…,M -1;j =1,2,…,m ;G j (p Δt )可用FFT 方法求得,参见文献[9]。得到总风速的时程曲线之后,可用下式计算作用 于风机塔架上的风荷载时程曲线: F (z ,t )= 12 ρC d v 2(z ,t )A (3) 式中,ρ为空气密度,取值为11225kg Πm 3;A 为有 4 4低 温 建 筑 技 术2010年第3期(总第141期)
(完整版)脉动风时程matlab程序
根据风的记录，脉动风可作为高斯平稳过程来考虑。观察n 个具有零均值的平稳高斯过程，其谱密度函数矩阵为： ????????????=)(...)()(............)(...)()()(...)()()(2122221 11211ωωωωωωωωωωnn n n n n s s s s s s s s s S （9） 将)(ωS 进行Cholesky 分解，得有效方法。 T H H S )()()(*ωωω?= （10） 其中， ????????????=)(...)()(............0...)()(0 ...0)()(212221 11ωωωωωωωnn n n H H H H H H H （11） T H )(*ω为)(ωH 的共轭转置。 根据文献[8]，对于功率谱密度函数矩阵为)(ωS 的多维随机过程向量，模拟风速具有如下形式： [] ∑∑==++???=j m N l ml l jm l l jm j t H t v 11)(cos 2)()(θωψ ωωω n j ...,3,2,1= （12） 其中，风谱在频率范围内划分成N 个相同部分，N ωω=?为频率增量，)(l jm H ω为上述下三角矩阵的模，)(l jm ωψ为两个不同作用点之间的相位角，ml θ为介于0和π2之间均匀分布的随机数，ωω??=l l 是频域的递增变量。 文中模拟开孔处的来流风，因而只作单点模拟。即式（4）可简化为： []∑=+???=N l l l l t H t v 1 cos 2)()(θωωω （13） 本文采用Davenport 水平脉动风速谱： 3/422 210 )1(4)(x n kx v n S v += （14） 式中，－－)(n S v 脉动风速功率谱； －－n 脉动风频率(Hz)； －－k 地面粗糙度系数；
风时程生成程序技术说明.
目录 1程序原理 (3) 1.1风荷载动力分析方法简介 (3) 1.2风速时程模拟的AR法 (4) 1.2.1AR模型 (4) 1.2.2AR模型模拟风速时程的基本过程 (5) 1.3风时程生成程序实现 (7) 1.4风时程生成程序特点 (9) 1.5风时程生成程序局限性说明 (10) 2参数说明 (11) 2.1顺向脉动风速功率谱密度函数() S n (11) v 2.2脉动风空间相干函数 r (13) ij 2.3地面粗糙系数k（紊流度） (14) 2.4平均风速v (14) F x y z t (16) 2.5风压力时程(,,,) w 2.6数值计算的参数 (17) 3操作说明 (18) 3.1制作空间点信息表格（*.csv） (18) 3.2导入表格及输入参数 (19) 3.3计算风时程 (20) 3.4显示计算结果 (20) 3.5输出时程结果及分析代码 (21) 3.6接力SAP2000进行时程分析 (21) 3.7接力ETABS进行时程分析 (22) 3.8SAP2000与ETABS的分析代码例子 (23) 3.8.1ETABS分析代码 (23)
3.8.2SAP02000分析代码： (24) 4计算实例 (25) 4.1操作步骤 (25) 4.224层框架风振分析结果分析 (29) 4.2.1风速时程结果 (29) 4.2.2风振分析计算结果与按现行《荷载规范》得出的结果对比 (31) 4.2.3风振分析的顶点加速度计算与按《高钢规》手算结果对比 (32) 5关于风振时程分析的若干建议 (34) 5.1分析参数设置 (34) 5.2输出结果处理 (34) 6参考文献 (36)
matlab计算风速时程命令流
% clear all; N=500; %采样点数 wu=4*2*pi; %截断频率 dm=wu/N; %频率步长 dt=3.2*pi/(2*wu); %时间步长0.2 k=0.00464; %地面粗糙度系数地面粗糙度等级A B C D：K= 0.00129 0.00215 0.00464 0.01291 d=0.001; f=d:d:10; %时间从0.001到10s，步进值为0.001 v10=28.2 %设计风速28.2m/s——50年一遇十分钟平均风速最大值 x=1200*f/v10; s=4*k*v10*v10.*x.^2./f./(1+x.^2).^(4/3); z1=10; %取第一点为10米高度 z2=52.8; %取第二点为52.08米高度 r=0.2; %考虑地表粗糙度影响的无量纲幂指数，按中国规范取0.22-c类v5=33.33 %计算n米高处的平均风速——52.8m处平均风速期望值 C=10; %指数衰减系数(取经验值) v1=zeros(2*N,1); %产生一个全零矩阵 v2=zeros(2*N,1); thta1=rand(N,1); thta2=rand(N,1); %随机矩阵 node=1; for K=1:node for j=1:2*N sum1=0; sum2=0; for l=1:N m1=l*dm-0.5*dm; m2=l*dm; x1=1200*m1/(2*pi*v10); s11=2*pi*4*k*v10*v10*x1*x1./m1./(1+x1*x1).^(4/3); x2=1200*m2/(2*pi*v10); s22=2*pi*4*k*v5*v5*x2*x2./m2./(1+x2*x2).^(4/3); s12=sqrt(s11*s22).*exp(-2*m2*C*abs(z1-z2)./(2*pi*(v10+v5))); s21=sqrt(s11*s22).*exp(-2*m1*C*abs(z1-z2)./(2*pi*(v10+v5))); S=[s11 s12;s21 s22]; H=chol(S); %丘拉斯基分解-因式分解 a1=abs(H(1,1)); H1=H'; a21=abs(H1(2,1)); a22=abs(H1(2,2)); b1=cos((m1*dt*(j-1))+2*pi*thta1(l,1)); b2=cos((m2*dt*(j-1))+2*pi*thta2(l,1)); c1=a1*b1;
风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型
%风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型 %自回归模型阶p＝4，模拟空间20个点，时间步长ti＝0.1，频率步长f＝0.001， %空间相干系数采用与频率无关的shiotani相关系数,脉动风速谱为Davenport谱 clear tic k=0.005; v10=25; n=0.001:0.001:10; xn=1200*n./v10; s1=4*k*25^2*xn.^2./n./(1+xn.^2).^(4/3); %Davenport谱 %产生空间点坐标 for i=1:20 x(i)=5+i； z(i)=8+i; end %求R矩阵 syms f R0=zeros(20); for i=1:20 for j=i:20 H0=inline('(4*1200^2*f*k)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','v10'); k=0.005; %地面粗糙度长度 v10=25; R0(i,j)=quadl(H0,0.001,10,0.001,0,k,v10); R0(j,i)=R0(i,j); end end R1=zeros(20); for i=1:20 for j=i:20 H1=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f* ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10'); k=0.005; ti=0.1; %时间步长 v10=25; dx=x(i)-x(j); dz=z(i)-z(j); R1(i,j)=quadl(H1,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10); R1(j,i)=R1(i,j); end
基于AIC准则的脉动风速时程模拟
Techn ology &E conomy in Areas of Com munications 交通科技与经济 2008年第3期(总第47期) 基于AIC 准则的脉动风速时程模拟 姜 浩1 ,童申家1 ,李 纲1 ,张 磊 2 (1.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;2.大庆高新城建投资开发有限公司,黑龙江大庆163316)摘 要:阐述脉动风速时程模拟的方法和AI C 准则。采用线性滤波器中的A R 模型,结合A IC 准则进行模型阶数选择,用M AT LA B 编程模拟脉动风速时程,并与目标功率谱进行比较,模拟效果较好,可以满足工程精度的要求。关键词:脉动风速;数值模拟;A IC 准则;AR 模型 中图分类号:U 442.5+5 文献标识码:A 文章编号:1008 5696(2008)03 0010 02 The Simulation of Wind Speed Time Series by the AIC Rule JIANG H ao 1,T ONG Shen jia 1,LI Gang 1,ZH ANG Lei 2 (1.Civ il Engineer ing,X i an U niver sity of A rchitecture &T echno lo gy ,Xi an 710055,China;2.Daqing High U rban Construc t ion Investment Dev elo pment Co.,Lt d.,Daqing 163316,H eilongjiang,China) Abstract:In this paper,w ind speed time series simulation m ethods and AIC rule is elabor ate.With AIC criteria for selection order o f the m odel,W ind speed time series sim ulation is pr ogram ming w ith MA TLAB effectively by the AR m odel,and com pariso n w ith the objective of po wer spectral,the sim ulation effects meet the requirements of precision engineering. Key words:wind speed;numerical sim ulation;AIC rule;AR model 收稿日期:2008 01 23 作者简介:姜 浩(1980~),男,硕士研究生,研究方向:桥梁抗震抗风. 通常对于结构风振响应分析的方法主要有频域分析法和时域分析法[1]。频域分析法一般是由通用风速谱或风洞试验测得的风速时程通过傅里叶变换直接转化为风压谱,利用动力传递系数得到动力反应谱,由随机理论通过反应谱积分得到结构的动力响应。但频域分析认为系统时不变且结构是线性的,通常忽略自激力中和振型之间的耦合部分。桥梁结构的时程分析中,脉动风一般认为是零均值、各态历经的平稳随机过程。时域分析法可以直接运用风洞试验的风速时程或数值模拟的风速时程作用于桥梁结构进行风振响应分析,然后通过动力计算得到结构的动力响应。时域内对结构进行风激励动力时程分析就必须得到相应的风速曲线,如果仅仅依靠已有的记录和观测作为荷载输入,由于受到许多条件的限制,往往不能满足实际的需求。人工模拟的脉动风速时程具有广泛的适应性和一般性,可以满足某些统计特性的任意性,而且由于随机过程的模拟是从大量实际记录的统计特性出发,比单一实际记录更具有代表性和统计性,因而被广泛采用。时程样本模拟得是否有效,即所模拟的脉动风速时程是否考虑统计特性、时间相关性和空间相关性,对于时程分析的结果具有显著的影响,因此,模拟出比较理想的时程样本具有重要意义[2]。 1 脉动风的常用模拟方法及AIC 准则的应用 对于平稳随机过程,比较常用的方法有线性滤波法(A RM A Represent ation)与谐波叠加法(harmo ny super po si t ion metho d)。这些方法都是从模拟单一脉动风的风速时程 曲线发展到多个相关风速时程的模拟。在转化为离散时间信号处理时,随机数的生成算法、线性方程组的求解算法等方面将对模拟精度、模拟速度、模拟方法的稳定性产生较大影响。谐波叠加法的基本思想是采用以离散谱逼近目标随机过程的模型的一种离散化数值模拟方法,当所需模拟的维数较大时,要在每个频率上进行大量运算,随机频率的生成相当耗时,运算效率低。而线性滤波器法(A R 法)则具有计算量小、计算简洁、占用计算机内存少的优点,且模拟出来的风速时程与实际风速时程更吻合[3]。 自回归模型阶次p 的确定对自回归模型的应用效果有显著影响,如果p 选择得太小,那么白噪声余项就会明显地保留有相关项,将会出现偏差而达不到风荷载模拟的精度控制要求。如果p 选择得太大,根据自回归模型的特征可以知道,此时不会出现偏差,但在这种阶数过高拟和的情况下,对机时的浪费较为严重[4]。本文应用A IC 准则确定合适的模型阶数。AIC 准则即赤池信息量准则(Akaike s Info rma tion Criter ion,AIC),是日本著名统计学教授赤池弘次(H.Akaike)在研究信息论特别是解决时间序列定价问题中提出来的,A IC 的目的为逼近相应于真模型的拟合模型的K ull back L eibler 指标的无偏估计。A IC 值定义为[5 7] AI C=-2(极大似然函数)+2(模型参数个数),于是A IC 值最小的函数模型为最合适的函数模型。最初AIC 准则定义为 A IC (p )=N lg 2a +2(p +1). 等式右边的第一项被认为是对增加模型中参数个数或多项式阶数的一种惩罚。赤池教授建议,欲从一组可供选择的模型中选择一个最理想模型,比较模型的实用性和复杂性,AIC 准则为最小的模型是最理想的。当两个模型之间
某景观烟囱顺风向风振响应分析与风振系数确定
第40卷第2期建 筑 结 构2010年2月 某景观烟囱顺风向风振响应分析与风振系数确定 张文元1 , 郑朝荣1 , 张耀春1 , 武 岳1 , 孙雨宋 2 (1哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090;2东北电力设计院,长春130021) [摘要] 采用S AP2000软件建立了某景观烟囱的结构分析模型,输入风荷载时程进行风振响应分析。考虑了烟囱 复杂外形和不规则质量分布,利用频域方法计算了烟囱第1阶振型的风振位移响应,并与时域方法的结果进行对比,二者吻合较好。分别采用阵风荷载因子法和惯性风荷载法计算了烟囱结构不同高度处的风振系数,并将基于该两种风振系数的等效静力风荷载分别作用在烟囱结构上,计算其顺风向位移响应并与精确值进行比较,结果表明其位移分布均符合真实响应。因此虽然上述两种方法得到的风振系数沿高度分布差别较大,但均能实现烟囱的风振位移等效,均是合理的。为工程应用方便,采用基于阵风荷载因子法的风振系数供结构设计使用。 [关键词] 风振系数;烟囱;时域;频域;阵风荷载因子法;惯性风荷载法 Analysis on along 2wind 2induced responses and determination of gust response factor on a landscape chimney Zhang Wenyuan 1 ,Zheng Chaorong 1 ,Zhang Y aochun 1 ,Wu Y ue 1 ,Sun Y us ong 2 (1School of Civil Engineering ,Harbin Institute of T echnology ,Harbin 150090,China ; 2N ortheast E lectric P ower Design Institute ,Changchun 130021,China ) Abstract :Based on the finite element m odel of a landscape chimney by S AP2000and wind load history ,the dynamic responses of the chimney were analyzed using time domain method.Als o ,wind 2induced displacements of chimney ’s first m ode were calculated using the frequency domain method ,in which the uneven distribution of width and mass was taken into account ,and the results are close to the responses from time domain analysis.Both the gust loading factor method and the inertial wind load method were selected to calculate the gust response factors along the height of chimney ,and distribution of wind 2induced displacements by the equivalent static wind loads based on the above methods agrees well with the exact displacements.S o the tw o methods can both acquire reas onable gust response factors and realize the displacements equivalence of chimney ,though distributions of the gust response factors have great https://www.sodocs.net/doc/ad5740591.html,stly ,the gust response factors calculated from the gust loading factor method are recommended for reference of practical design ,as for convenience of application. K eyw ords :gust response factor ;chimney ;time domain ;frequency domain ;gust loading factor ;inertial wind load 作者简介:张文元,博士,副教授,Email :hitzwy @1631com 。 0 前言 某发电厂景观烟囱是一高210m 的钢内筒烟囱。 钢筋混凝土外筒高205m ,筒顶外直径11m;高度195～185m 为一圆台,其下部直径为16m;185～165m 为一直径为16m 的圆柱体;165～155m 为一倒立的圆台,其下部直径为11m;155～60m 为圆柱体;高度60m 以下放坡8%至烟囱底部,底部外直径2016m 。由于外观装饰的要求,烟囱表面在高度60～195m 布置不同形状的装饰条(图1)。筒体壁厚由上至下从250mm 变化到700mm ,90m 以下采用C40混凝土,以上采用C30混凝 土。纵向配筋:0标高处外侧为⊥○28@150,内侧为⊥○ 22@150,以上逐级降低为⊥○12@150。 该烟囱为一具有独特外形且质量刚度分布不均匀的高耸结构,其风荷载的计算(包括风荷载体型系数和风振系数的确定)不能利用现有规范公式[1,2]直接得到。风荷载体型系数通过CFD (C om putational Fluid 图1 烟囱效果图 Dynam ic )方法获得[3],而风振 系数的确定则必须对其进行风振响应分析。 高耸结构的顺风向风振响应分析一般采用以振型分解法为基础的频域方法和以直接积分法为基础的时域方法[4,5]。时域方法根据风荷载的统计特性进行计算机随机模拟,人工生成具有特定频谱密度和空间相关函数的风速时程,并通过 准定常假定转化为风压时程作用在结构上,然后利用逐步积分法计算结构的动力响应。频域方法是将脉动风速谱密度转化为广义风荷载谱,利用传递函数建立