南京航空航天大学：《土木工程结构抗风设计》第四章 结构横风向风振

第四章结构横风向风振 主要讨论工程结构中易于遇到且机 理相对清楚的横风向风振内容,包括涡 激振动( Vortex-induced vibration)、驰 振( Galloping)、颤振( Flutter,抖振 ( Buffeting

第四章 结构横风向风振 主要讨论工程结构中易于遇到且机 理相对清楚的横风向风振内容，包括涡 激振动（Vortex-induced vibration)、驰 振（Galloping)、颤振（Flutter)及抖振 （Buffeting)

4.1主要横风向风振机理分析 涡激振动 二、驰振、颤振(自激振动) 三、抖振(强迫振动)

4.1 主要横风向风振机理分析 一、涡激振动 二、驰振、颤振 （自激振动） 三、抖振 （强迫振动）

4.2涡激振动 雷诺数 定义:惯性力与粘性力之比 VD Re 6.9×104vD 卡门涡列

4.2 涡激振动 定义：惯性力与粘性力之比 卡门涡列 一、雷诺数 4 Re 6.9 10 vD vD  = = 

流分良 层流分离 过波到盖流 40:Re<L0 头沅分离 咐着并后分高 103≤R<3,5x1b Re:3.5x10

二、斯超海尔数和锁定现象 前述尾流现象最显著的规律性是由斯超海尔 ( Strouhal)最先提出的 D D 0.6 随机脱落 0,4 规则脱落 周期性脱落 0.2 0 图5-2圆柱体S随Re的变化

二、斯超海尔数和锁定现象 前述尾流现象最显著的规律性是由斯超海尔 （Strouhal)最先提出的

锁定现象 频率 镇定区 案 旋祸脱落狮率 速 图5-3锁定现

锁定现象

三、圆柱体结构的涡激共振力 1.临界风速 2.共振区高度 Hiq 10 4

2. 共振区高度 三、 圆柱体结构的涡激共振力 1. 临界风速

3.横风向共振风振力 运动方程 m(2)y(,t)+c(x)(x,1)+1、LE()y()=n(,1) P(2 卢=p(2)h=A 12800冫

3. 横风向共振风振力 运动方程：

四、横风向效应与顺风向效应的组合 假设结构任意高度处横风向的风效应用R(=)表示,而 顶风向的风效应用R2(z)表示,则z高度处最大风效应 表达如下: R(z)=y Rz(z)+R( 注:这里,顺风向振动应按随机振动考虑 风速取为与横风向相同的临界风速

四、横风向效应与顺风向效应的组合 假设结构任意高度处横风向的风效应用 表示，而 顺风向的风效应用 表示，则 z高度处最大风效应 表达如下： ( ) R z L ( ) R z D 注：这里，顺风向振动应按随机振动考虑， 风速取为与横风向相同的临界风速

五、涡激随机振动 当雷诺数Re处于超临界范围(1×103≤Re5纬构物背后 的湍流尾流将引起横风向的随机振动,应按随机振动的理论 进行分析。但这里最大的区别是应采用横风向的脉动风速 谱和对应的相干函数; Z n 15f nE (1+9.5/)3 0a C,=16x0.67=10.72 =10x0.676.70

五、涡激随机振动 当雷诺数Re处于超临界范围( )时，结构物背后 的湍流尾流将引起横风向的随机振动，应按随机振动的理论 进行分析。 但这里最大的区别是应采用横风向的脉动风速 谱和对应的相干函数； 5 6 1 10 Re 3.5 10    