§ 2－ 4 横风向涡流脱落共振等效风荷载
对于圆柱体结构试验表明，涡流脱落振动特征 描述：
Re－－ 雷诺数
vD69000Re ?
??
?
?
? vDvD
D
D
v
Dv
???
2
22
Re ＝
粘性力
惯性力
?
?? ? sm /10145.0
24????
[1]
根据 雷诺数 的大小，可分为 三个 临界范围 为：
1,亚临界范围：周期脱落振动
2,超临界范围：随机不规则振动
3,跨临界范围：基本上恢复到周期脱落振动
5103Re ?? 5.0~2.0?
L?
65 105.3Re103 ???? 2.0?L?
6105.3Re ?? 25.0~2.0?
L?
对于建筑,1,3范围可能产生共振。
1范围内，速度小，影响不大，可以忽略。
3范围内，速度大，影响很大，不可忽略。
工程上 关注 的是跨临界范围的共振
共振临界风速, 根据 斯脱罗哈数 （ Strouhal Number ）
StT
D
v
j
c
?
? v
DnSt s? St
jT
第 j个自振周期
斯脱罗哈数
sn 涡流脱落频率
产生 共振 的条件：
??
?
?
?
???
?
?
???
00
6
1 6 0 0
105.36 9 0 0 0Re
wwv
StT
D
v
Dv
zzH
j
c
c
??
横风向共振时运动方程为：
tDvxzEIxzcxzm jLc ??? s i n21))(()()( 2??????? ???
按结构动力学即可求解为：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
H
j
H
H
j
j
jj
jjLc
dzz
dzz
m
zDv
zx
0
2
2
2
m a x
)(
)(
3 2 0 0
)(
)(
1
?
?
?
??
???
横向共振风力
如取,则相应的横风向共振等效风荷载为：
)(1 6 0 0 0)()(
2
m a x
2 zDvzxmzP
j
j
jc
jL d j ??
?? ??
2.0?L?
*
共振起点高度,可由以下求出：1H
cv
Hv ?
?
?
?
?
?
?
?
10
1
0
?
1
0
1 10 ??
?
?
???
??
v
vH c
?
?
?
??
?
??
100
Hvv
H
?
1
1 ??
?
?
??
?
?
?
H
c
v
vHH
顶点风速,
*