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[原创] 塔器风载荷之手动计算

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发表于 2021-8-9 09:48:20 显示全部楼层 |阅读模式
为什么需要手算风载荷

虽然目前计算塔器都是采用软件计算,但是有时还免不了需要手动核算一下风载荷。

比如,设备比较复杂,各段拼接计算,需要分别计算每段风载荷。

或者需要得到设备每段的风载荷,然后作为塔器分析的边界条件

本文试图解析塔器风载荷计算的各个方面,给快速准确的手动计算提供壮硕的思路。


顺风向水平风力公式解析

顺风向的水平风力计算:
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上面六个值,其中五个是比较容易得到的,最难计算的是K2i-各段的风振系数。

各段风振系数的计算公式如下图。

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由于手动计算肯定是用excel编制表格来计算,上面的公式都要用到查表,插值,手动计算时,不胜其烦

下面我们将逐个解析表10到表13的计算方法,得到各个值的公式,然后编制表格,避免不断查表,插值,使得表格输入量最少,最方便得到计算结果。

a) 风压高度变化系数

常规算法是,根据距离地面高度,和地面粗糙度类别,查表并插值。
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在塔器标准释义中,有计算公式,可以直接得到各个地面粗糙度类别下的风压高度变化系数的公式。
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在EXCEL可以这样做
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b) 脉动增大系数

查表为:
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在NB/T 47041的标准释义有计算公式,不过公式有些问题,需要进行如下的修正:

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其中x1的计算公式也需要修正:
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修正后,验证一下,与规范上的值,丝毫不差。

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X1修正的原因,是下部公式的风压单位是Kpa,需要缩小1000倍,转化为单位Pa。

即:30/sqrt(0.001)=948.68。

c) 振型系数

规范中的表格如下,根据相对高度查询振型系数:
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同样的,标准释义也有计算公式,也需要进行修正:
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即删除H后,将z看做表13中的相对高度。

d)脉动影响系数

脉动影响系数标准中图为:

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这个有计算公式吗?

很遗憾,并没有。

难道就只能去插值了吗?

不,没有公式,可以自己弄个拟合公式


拟合公式
如何自己创造个拟合公式呢?

以地面粗糙度类别B对应的脉动影响系数为例,先在excel中输入类别B对应的脉动影响系数:

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做出数据的散点图,点击插入->散点图

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点击某一个点,右键,选择添加趋势线
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选择多项式,勾选显示公式和显示R平方值.

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拟合公式就显示出来了。

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马上验证一下,经过验证,数值竟然差距比较大

猜想是拟合公式的系数省略过多,造成精度丢失,所以提高一下拟合公式的系数的精度。

双击公式框,设置精度:
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最终得到的公式如下:
y= 4.833548E-11x5 - 2.105243E-08x4 + 3.544299E-06x3 - 2.992413E-04x2 + 1.357869E-02x + 6.114464E-01
R2 = 9.986831E-01

又一个丝毫不差的公式。

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相同的方法可以得到A,C,D类别的拟合公式。


总结

有了上述的修正公式,拟合公式,就可以顺利的编制风载荷的计算公式了。

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只需要输入最简单的数据,其余需要查表和插值的部分自动计算,非常简单。

你学到了吗?


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[发帖际遇]: yuun 在端午节继续加班,获得加班工资 3 个 韶华币. 幸运榜 / 衰神榜

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发表于 2021-8-9 09:48:20 显示全部楼层
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发表于 2021-8-9 09:48:20 显示全部楼层
好复杂,真心学不了了,不是这个专业的
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