考虑气弹效应的超大型冷却塔脉动风压非高斯特性研究

(南京航空航天大学 土木工程系，江苏 南京，210016)

随着我国火电政策的全面实施和核电建设的快速发展，突破世界纪录200 m高度的超大型双曲冷却塔结构已提上建设日程，结构的风致振动安全性问题是大型冷却塔实现跨越式发展亟待解决的瓶颈问题[1−2]。而作为核电或火电重要构筑物之一，一旦大型冷却塔遭受破坏，其后果不堪设想。因此深入研究大型冷却塔表面的风荷载分布特征具有重要意义。近年来，国内外研究者对超大型冷却塔结构表面风荷载的相关相干特性[3−4]、非高斯特性[5]、群塔干扰特性[6−7]等进行深入的研究。这些研究在一定程度上指导了超大型冷却塔的工程设计和建设并取得了相应的成果。然而，以往对于大型冷却塔表面的脉动风荷载随机特性分析都是基于刚体模型测压风洞试验的结果，完全忽略了结构和气流之间相互作用引起的自激力效应，对于这种效应所带来的定性和定量影响研究完全空白；并且随着我国冷却塔建设的日益高大化，由结构基频降低带来的气弹效应愈加突出，亟需进行考虑气弹效应的超大型冷却塔表面风荷载非高斯特性研究。鉴于此，以内陆某核电超大型冷却塔(高度为215 m)为例，基于改进的等效梁格设计方法，实现了可同步测压和测振的冷却塔气弹模型风洞试验，获取考虑气弹效应的表面动态风荷载。针对非高斯分布的描述方式和形成机理进行探讨，本文作者对单体冷却塔壳体表面脉动风压的非高斯统计特性进行系统研究，提出划分高斯及非高斯分布的定量判别标准，并在此基础上对超大型冷却塔壳体表面进行非高斯特征分区。……