7.6 横风向风振

7.6.1

对圆形截面的结构，应按下列规定对不同雷诺数Re的情况进行横风向风振(旋涡脱落)的校核：

1. 当Re＜3×105且结构顶部风速υH大于υcr时，町发生亚临界的微风共振。此时，可在构造上采取防振措施，或控制结构的临界风速υcr不小于15m／s。
2. 当Re≥3.5×106且结构顶部风速υH的1.2倍大于υcr时，可发生跨临界的强风共振，此时应按第7.6.2条考虑横风向风荷载引起的共振效应。
3. 当雷诺数为3×105≤Re＜3.5×106时，则发生超临界范围的风振，可不作处理。
4. 雷诺数Re可按下列公式确定：

 

          (7.6.1-1)

 

式中

：计算所用风速，可取值；

    

：结构截面的直径(m)。

5 临界风速υcr和结构顶部风速υH可按下列公式确定：

 

            (7.6.1-2)

 

          (7.6.1-3)

 

式中

：结构振型i的自振周期，验算亚临界微风共振时取基本自振周期；

    

：斯脱罗哈数，对圆截面结构取0.2；

    

：结构顶部风压高度变化系数；

    

：基本风压（kN/m2）；

    

：空气密度（kg/m3）。

 

6 当结构沿高度截面缩小时(倾斜度不大于0.02)，可近似取2／3结构高度处的直径。

 

7.6.2

跨临界强风共振引起在z高处振型j的等效风荷载可由下列公式确定：

 

           (7.6.2-1)

 

式中

：计算系数，按表7.6.2确定；

    

：在z高处结构的j振型系数，由计算确定或参考附录F；

    

：第j振型的阻尼比；对第1振型，钢结构取0.01，房屋钢结构取0.02，混凝土结构取0.05；对高振型的阻尼比，若无实测资料，可近似按第1振型的值取用。

 

表7.6.2中的临界风速起始点高度H1，可按下式确定：

 

          (7.6.2-2)

 

式中

：地面粗糙度指数，对A、B、C和D四类分别取0.12、0.16、0.22和0.30；

    

：结构顶部风速(m／s)。

 

※注：

校核横风向风振时所考虑的高振型序号不大于4，对一般悬臂型结构，可只取第1或第2个振型。

 

表7.6.2

 

 λj计算用表

结
构
类
型

振
型 序 号

H1／H

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

高
耸
结
构

1
2
3
4

1.56
0.83
0.52
0.30

1.55
0.82
0.48
0.33

1.54
0.76
0.32
0.02

1.49
0.60
0.06
—0.20

1.42
0.37
—0.19
—0.23

1.31
0.09
—0.30
0.03

1.15
—0.16
—0.21
0.16

0.94
—0.33
0.00
0.15

0.68
—0.38
0.20
—0.05

0.37
—0.27
0.23
—0.18

0
0
0
0

高
层
建
筑

1
2

1.56
0.73

1.56
0.72

1.54
0.63

1.49
0.45

1.41
0.19

1.28
—0.11

1.12
—0.36

0.91
—0.52

0.65
—0.53

0.35
—0.36

0
0

 

7.6.3

校核横风向风振时，风的荷载总效应可将横风向风荷载效应Sc与顺风向风荷载效应SA按下式组合后确定：

 

           (7.6.3)

 

7.6.4

对非圆形截面的结构，横风向风振的等效风荷载宜通过空气弹性模型的风洞试验确定；也可参考有关资料确定。