结构横风向风振.ppt

第四章 结构横风向风振 主要讨论工程结构中易于遇到且机理相对清楚的横风向风振内容，包括涡激振动（Vortex-induced vibration)、驰振（Galloping)、颤振（Flutter)及抖振（Buffeting) 4.1 主要横风向风振机理分析 4.2 涡激振动 4.3 横风向驰振 上一节所述的涡激振动是在结构物背后由交替的旋涡脱落产生的，可以认为是一种稳定的振动，其激发能量在一个特殊的频率处有一个确定的值。本节所讨论的横风向驰振对特殊截面形状的细长结构物具有典型的不稳定性，其截面形状如矩形、D字形或—些裹冰输电线的有效截面形状．这些结构在垂直于气流方向上会表现出大幅度的振动，振幅可达1—10倍以上横风向截面尺寸，其振动频率远低于相同截面的旋涡脱落频率。 驰振是—种失稳式振动，驰振一旦发生，便成为剧烈的振动，有导致结构破坏的危险性； * 一、涡激振动 二、驰振、颤振 （自激振动） 三、抖振 （强迫振动） 定义：惯性力与粘性力之比 卡门涡列 一、雷诺数 二、斯超海尔数和锁定现象 前述尾流现象最显著的规律性是由斯超海尔（Strouhal)最先提出的 锁定现象 2. 共振区高度 三、 圆柱体结构的涡激共振力 1. 临界风速 3. 横风向共振风振力 运动方程： 四、横风向效应与顺风向效应的组合 假设结构任意高度处横风向的风效应用 表示，而顺风向的风效应用 表示，则 z高度处最大风效应表达如下： 注：这里，顺风向振动应按随机振动考虑，风速取为与横风向相同的临界风速 五、涡激随机振动 当雷诺数Re处于超临界范围( )时，结构物背后的湍流尾流将引起横风向的随机振动，应按随机振动的理论进行分析。 但这里最大的区别是应采用横风向的脉动风速谱和对应的相干函数； 一、侧力系数和作用在柱体上的气动力 图 4-3 单自由度驰振模型 1、基于准定常理论的分析 平均阻力和平均升力在y方向上的投影： 二、单自由度驰振运动方程 *