5.2 风荷载
5.2.2、5.2.3 塔架内有三个或四个排烟筒时,排烟筒的风荷载体型系数,目前有关资料很少,且缺乏通用性。因此,在条文中规定:应进行模拟试验来确定。
当然,这样规定将给设计工作带来一定困难,因此,在此介绍一些情况,可供设计时参考。
(1)上海东方明珠电视塔塔身为三柱式,设计前进行了模拟风洞试验。试件直径30mm,高200mm,柱间净距0.75d,相当于φ=0.727,风速17m/s。测定结果如图1。
图1 三筒风洞试验
最大体型系数出现在图1(a)所示风向,以整体系数来表示,μs=3.34/2.75=1.21。
根据各国的试验结果,当迎风面挡风系数φ>0.5时,μs值随着φ的增大而增大,特别是在d·V≥6m2/s时,遵守这一规律,对于三个排烟筒一般均属于φ >0.5,d·V≥6m2/s的情况(d为管径,V为风速)。
因此,在无法进行试验的情况下,对三个排烟筒的整体风荷载体型系数,可取:
μs=1+0.4φ (4)
(2) 四个排烟筒的情况,日本做过风洞试验。该试验是为某电厂200m塔架式钢烟囱而做的,排烟筒布置情况如图2 。
图2 四筒式布置
经试验后确定排烟筒的体型系数μs=1.10。这个数值比圆管塔架的μs要小一些,但有一定参考价值。在无条件试验时,四筒式排烟筒的μs值,可参考下式:
0°风攻角时:μs=1+0.2φ (5)
45°风攻角时:μs=1.2(1+0.1φ) (6)
(3) 关于排烟筒与塔架对μs的互相影响问题,各国规范均未考虑。原冶金部建筑研究总院为宝钢200m塔架式钢烟囱所做的风洞试验,塔内为两个排烟筒的情况下,在某些风向下,塔架反而使烟囱体型系数有所增大。但一般情况,排烟筒体型系数大致降低0.09~0.13,平均降低0.11。因此,一般可不考虑塔架与排烟筒的相互作用。
5.2.4 本条对烟囱的横风向风振计算作了具体规定。近年来虽未发现由于横风向风振导致烟囱破坏,但在烟囱使用情况调查中,发现钢筋混凝土烟囱上部,普遍出现水平裂缝。这除了与温度作用有关外,也不能排除与横风向风振有关。对于钢烟囱,由于阻尼系数较小,往往横风向风振起控制作用,因此考虑横风向风振是必要的。
5.2.5 基本设计风压是在设计基准期内可能发生的最大风压值,实践证明,横风向最不利共振往往发生在低于基本设计风压工况下,因此要求进行验算。
5.2.7 上口直径较大的钢筋混凝土烟囱和钢烟囱,其上部环向风弯矩较大,需要经过计算确定配筋数量或截面尺寸,本次规范修订增加了相关计算内容。