Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Самара: СГАСУ, 2011. — 277 с.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Холопов И.С. Целью исследования. Целью исследования является разработка методики определения нагрузки и реакции башенных сооружений вытяжных труб при ветровом воздействии, с учетом уточненных значений аэродинамических сопротивлений пакетов цилиндров с разным количеством труб газоходов и обстройкой башни. Научная новизна. Получены следующие новые результаты:
1 Разработана методика определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки для вытяжных башен, учитывающая взаимное влияние собственных форм колебаний и предложено правило суммирования реакции сооружения по кратным формам собственных колебаний.
2 Разработан алгоритм для программы автоматизированного расчета, позволяющей рассчитывать реакции и определять нагрузки на башенные сооружения от пульсационного ветрового воздействия.
3 Разработаны расчетные модели пакетов труб на основе метода контрольных объемов (МКО) с применением ПК STAR CD. Определены граничные условия задачи: размер ячеек сетки контрольных объемов, шаг по времени расчета. Моделируется турбулентное течение ветрового потока, что отвечает реальному режиму течения массы атмосферного воздуха.
4 Получены значения аэродинамического сопротивления цилиндров пакетов из двух, трех и четырех труб с учетом их взаимного влияния при разных углах атаки ветра и различном расстоянии между цилиндрами на основе МКО.
5 Получены значения аэродинамического сопротивления цилиндров пакета из трех труб газоходов с тремя трубами поясов обстройки башни при разных углах атаки ветра на основе МКО. Учитывается взаимное влияние труб газоходов и труб поясов обстройки разного диаметра.
6 Проведены эксперименты в аэродинамической трубе на модели пакетов из двух и трех труб газоходов с учетом труб поясов обстройки башни. Получены эпюры распределения' ветрового давления на поверхности труб, входящих в пакет. Проведено сравнение результатов модельных экспериментов с результатами по МКО.
7 На основе разработанной автором методики, учитывающей взаимную корреляционную взаимосвязь собственных форм колебаний и уточненные аэродинамические коэффициенты цилиндров пакета газоходов и обстройки башни, проанализированы качественные характеристики напряженно-деформированного состояния элементов вытяжной башни при действии ветровой нагрузки. В результате получены данные, оценивающие ранее не учитываемые факторы, влияющие на работу башенных сооружений с вытяжными трубами. Практическая ценность заключается в следующем:
1 На основе выполненных исследований разработана методика определения ветровой нагрузки1 на башенные сооружения с пакетами труб. Предлагаемая методика может быть использована также при расчете других высотных сооружений башенного типа;
2 Разработан алгоритм и написана программа на языке программирования С++, позволяющая рассчитывать реакцию и определять нагрузку на башенные сооружения от пульсационного ветрового воздействия.
3 На основании предложенной методики произведен анализ качественных характеристик стальной вытяжной башни на действие средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки. Полученные данные могут быть использованы в расчетах подобных сооружений.
4 Результаты диссертации внедрены в ЦНИИСК им. Кучеренко при составлении нормативных документов на проектирование и расчет башенных сооружений.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Холопов И.С. Целью исследования. Целью исследования является разработка методики определения нагрузки и реакции башенных сооружений вытяжных труб при ветровом воздействии, с учетом уточненных значений аэродинамических сопротивлений пакетов цилиндров с разным количеством труб газоходов и обстройкой башни. Научная новизна. Получены следующие новые результаты:
1 Разработана методика определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки для вытяжных башен, учитывающая взаимное влияние собственных форм колебаний и предложено правило суммирования реакции сооружения по кратным формам собственных колебаний.
2 Разработан алгоритм для программы автоматизированного расчета, позволяющей рассчитывать реакции и определять нагрузки на башенные сооружения от пульсационного ветрового воздействия.
3 Разработаны расчетные модели пакетов труб на основе метода контрольных объемов (МКО) с применением ПК STAR CD. Определены граничные условия задачи: размер ячеек сетки контрольных объемов, шаг по времени расчета. Моделируется турбулентное течение ветрового потока, что отвечает реальному режиму течения массы атмосферного воздуха.
4 Получены значения аэродинамического сопротивления цилиндров пакетов из двух, трех и четырех труб с учетом их взаимного влияния при разных углах атаки ветра и различном расстоянии между цилиндрами на основе МКО.
5 Получены значения аэродинамического сопротивления цилиндров пакета из трех труб газоходов с тремя трубами поясов обстройки башни при разных углах атаки ветра на основе МКО. Учитывается взаимное влияние труб газоходов и труб поясов обстройки разного диаметра.
6 Проведены эксперименты в аэродинамической трубе на модели пакетов из двух и трех труб газоходов с учетом труб поясов обстройки башни. Получены эпюры распределения' ветрового давления на поверхности труб, входящих в пакет. Проведено сравнение результатов модельных экспериментов с результатами по МКО.
7 На основе разработанной автором методики, учитывающей взаимную корреляционную взаимосвязь собственных форм колебаний и уточненные аэродинамические коэффициенты цилиндров пакета газоходов и обстройки башни, проанализированы качественные характеристики напряженно-деформированного состояния элементов вытяжной башни при действии ветровой нагрузки. В результате получены данные, оценивающие ранее не учитываемые факторы, влияющие на работу башенных сооружений с вытяжными трубами. Практическая ценность заключается в следующем:
1 На основе выполненных исследований разработана методика определения ветровой нагрузки1 на башенные сооружения с пакетами труб. Предлагаемая методика может быть использована также при расчете других высотных сооружений башенного типа;
2 Разработан алгоритм и написана программа на языке программирования С++, позволяющая рассчитывать реакцию и определять нагрузку на башенные сооружения от пульсационного ветрового воздействия.
3 На основании предложенной методики произведен анализ качественных характеристик стальной вытяжной башни на действие средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки. Полученные данные могут быть использованы в расчетах подобных сооружений.
4 Результаты диссертации внедрены в ЦНИИСК им. Кучеренко при составлении нормативных документов на проектирование и расчет башенных сооружений.