一种消减塔型建筑物涡激振动的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103114659A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103114659103114659A(43)申请公布日2013.05.22(21)申请号201310051601.0(22)申请日2013.01.29(71)申请人中国计量学院地址310018浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号(72)发明人邵传平(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图5页附图5页(54)发明名称一种消减塔型建筑物涡激振动的方法(57)摘要本发明公开了一种消减塔型建筑物涡激振动的方法，塔型建筑物的上、下两端设置八对可旋转的支杆和八个布条，上端的八根支杆(2)成米字型布置，即相邻两支杆之间的夹角为45度，下端的八根支杆(2)也成米字型布置，即相邻两支杆之间的夹角为45度，每一对上下两根支杆(2)位于同一个竖直面内；有风时选择与风向夹角为-45度至+45度之间的一至三根支杆上的布条升起；采用本发明的方法，在不改变结构基本形状的前提下，采用简单、易行，而且有效的方法控制制旋涡脱落，达到消减涡激振动的目的。CN103114659ACN1034659ACN103114659A权利要求书1/1页1.一种消减塔型建筑物涡激振动的方法，其特征在于，塔型建筑物的上、下两端设置八对可旋转的支杆和八个布条，上端的八根支杆(2)成米字型布置，即相邻两支杆之间的夹角为45度，下端的八根支杆(2)也成米字型布置，即相邻两支杆之间的夹角为45度，每一对上下两根支杆(2)位于同一个竖直面内；每一对上、下对应的支杆(2)起着升、降和支撑布条(3)的作用；有风时选择与风向夹角为-45度至+45度之间的一至三根支杆上的布条升起；上端的支杆(2)由电机驱动旋转，支杆上绕牵引绳(6)，牵引绳(6)用于牵引布条(3)升降；每个布条(3)的面与支撑它的支杆所指方向平行；布条平面与塔型建筑物轴线平行；布条宽度为b，塔型建筑物的平均直径为D，布条中心线与塔型建筑物轴线之间的距离为G，布条与电视塔轴线的间距G/D应选择在0.75-1.35之间；布条宽度选择b/D＝0.15-0.25之间。2CN103114659A说明书1/3页一种消减塔型建筑物涡激振动的方法技术领域[0001]本发明涉及建筑消振技术领域，尤其涉及的是一种消减塔型建筑物涡激振动的方法。背景技术[0002]流体以一定速度绕过非流线型建筑物时，会产生流动分离，在建筑物两侧形成交替的旋涡脱落，造成建筑物表面的压力分布发生周期性改变，从而形成交变力作用于建筑物，引起建筑物振动，造成建筑结构的疲劳损伤以及常驻工作人员身体不适等。交变力的变化频率与来流速度成正比，与建筑物横向尺度成反比。当交变力频率与建筑物固有频率相近时，会形成共振，对建筑物的安全造成威胁。对于电视塔、电厂冷却塔等圆柱形建筑，和摩天大楼等矩形建筑物，当大风绕过时，风载荷大，振动强烈，需要采取措施消振。[0003]工程上解决圆形建筑物涡激振动问题的方法可分为两类：第一类是改变结构本身的振动性质，如增大结构刚度，改变其固有频率以避免共振；设水箱、加配重、设摆锤系统等，以增强阻尼；采用主动和被动控制系统控制结构振动等。第二类是改变结构的流体动力特性，如流线型设计、采用流动分离控制装置、采用旋涡脱落控制方法等，以消除或减弱建筑物下游旋涡的形成，从而消除或减弱涡激振动。现有旋涡脱落控制方法，也可分为两类：1)主动控制，需要外加能量驱动控制装置，如喷气、柱体本身微幅振动、柱体表面加热等，2)被动控制，不需要外加能量驱动，如图1所示的隔离板、肋条等等方法【1】。现有的被动控制方法中，控制装置都附着在柱体上，或与柱体连接。[0004]最近文献记载了一种小控制件方法[2]，也属于被动控制，其控制件与柱体相隔一定距离，两者高度相近，且相互平行放置，控制件可以是圆形截面，也可以是方形或矩形截面，控制件横向尺度远小于圆柱体直径。这种控制件方法也分为两类：a)控制件位于圆柱体上游，b)控制件位于圆柱体下游。控制件位于上游时，控制件只能放置在圆柱正前方附近，即控制件与柱体正前方的偏差不能大于3°。否则效果不佳。控制件位于下游，目前只有圆形控制件的研究结果。这些结果证明，只有当雷诺数低于150时，才有控制旋涡脱落的效果。而电视塔等建筑物的雷诺数往往达到106～107量级，不能采用。[0005]参考文献：[0006][1]KumarRA，SohnCH，GowdaBHL，2008.PassiveControlofVortex-InducedVibrations：AnOverview，RecentPatentsonMechanicalEngineering，1：1-11.[000