建筑物对风载下塔式起重机影响的研究.pdf

建筑物对风载下塔式起重机影响的研究 王 毅 南京铁道职业技术学院 南京 210031 摘 要 ：将 Pro／E中建立的塔式起重机几何模型导入 WorkbenchCFX中进行仿真分析，用控制变量法来研 究不同几何尺寸的建筑物对塔式起重机安全性和稳定性 的影响。结果表明：建筑物的长度和高度是影响建筑物 周围风环境的重要因素，为工程实际中有效规避塔机安全事故的发生提供了可靠的理论基础。 关键词：塔式起重机 ；风场；建筑物；几何尺寸；研究 中图分类号 ：TH213．3 文献标识码 ：A 文章编号：1001—0785 (2017)01—0051—04 Abstract：ThegeometricmodelofthetowercranedevelopedinPro／EisputintoWorkbenchCFXforsimulationanal— ysis．Controlvariatemethodisusedtostudytheeffectofthebuildingsofdifferentphysicalsizesonthesafetyandstabilityof thetowercrane．Theresultshowsthatthelengthandheightofthebuildingareimportantfactorsaffectingwindenvironment aroundthebuildings．providingreliabletheoreticbasistoeffectivelyavoidingsafety．relatedaccidentsofthetowercrane． Keywords：towercrane；windfarm ；building；gemometricdimension；study 0 引言 2 有无建筑物对风场塔机的影响 塔式起重机 (以下简称塔机)的工作环境处于 2．1 塔机几何模型的建立 室外，受 自然风荷载的影响较大¨J。为了应对我国 为了准确模拟塔机在真实风场 中的工况，按 沿海地区塔机频受台风侵袭而损伤和倒塌的严峻现 真实尺寸在 Pro／E中建立 QTZ5010塔机几何模型。 为避免导入 CFX后结构错乱，需要省去驾驶室、 状，研究风载下塔机的特性，对提高塔机的抗风能 拉杆、法兰、螺栓和回转支撑系统等部件。塔机 力有重要意义 J。其中，建筑物对风载下塔机影响 几何模型如图1所示。 研究基本没有出现过，但钝体建筑物会改变主要风 向的流向，使其低速不可压缩的流动_3j，最终影响 塔机和建筑物周围风场环境。所以，研究建筑物对 风载下塔机的影响有非常大的应用价值。 1 粘性流体的基本方程 粘性是流体的一种物理特性，反映了流体抵 抗剪切变形的能力。由牛顿流体的内摩擦定律可 知粘性应力与粘度系数及速度梯度的关系 J，即 f= ·dy (1) 式中： 为粘度系数。 塔机的工作环境是处在大气边界层 中，气流 图1 塔机几何模型 在大气边界层中的流动属于湍流，为低速不可压 缩的粘性牛顿流体 。本文所用流体为不可压缩气 风场计算域设置为 125mX120mX50m。将 体，热交换量较小到可忽略不计，故数值模拟计 塔机 Pro／E模型保存为 ．iges格式，再导人 W0rk— 算时只需联立动量方程和质量方程 ，无需考虑能 bench软件中，并构建风场环境，设置塔机离建筑 量方程 。 物距离为3．5m，且塔机位于建筑物背风面一边的