لماذا يتم حساب الفترة الذاتية للاهتزاز أثناء تصميم الأبراج؟

خصائص الاهتزاز الذاتي (فترة الاهتزاز الذاتي، أشكال الاهتزاز، والتخميد) شرط ضروري لإجراء الحسابات الديناميكية للأوعية البرجية. عند حساب الأحمال الزلزالية أو الرياح على الخزانات البرجية، يجب أولاً تحديد فترة الاهتزاز الذاتي لها وأنماط الاهتزاز.

تأثير فترة الاهتزاز الذاتي على حساب الحمل. ١. تأثير ذلك على حساب أحمال الرياح: يزداد الفترة الذاتية للاهتزاز، كما يزداد معامل تذبذب الرياح؛ وبالتالي تزداد قوة الرياح الأفقية في الجزء المحسوب. لذلك، فإن زيادة سمك الجدار أثناء الحسابات يمكن أن يؤدي إلى تقليل قوة الرياح الأفقية. 2. التأثير على حساب أحمال الزلازل: إن طبيعة هذا التأثير معقدة؛ وبشكل عام، فإن تغير الفترة الذاتية للاهتزاز يؤثر على قيمة معامل تأثير الزلازل، وبالتالي يؤثر مباشرةً على حجم القوة الأفقية الناتجة عن الزلازل. يمكن تقسيم العلاقة بين معامل تأثير الزلزال وفترة الاهتزاز الذاتي إلى ثلاث مراحل، وهي: المرحلة الصاعدة، ومرحلة الاستقرار، والمرحلة الهابطة. يزداد الفترة الذاتية للاهتزاز، ويؤثر ذلك بشكل مختلف على معامل تأثير الزلازل في المراحل الثلاث. (1) في المرحلة الصاعدة، يزداد معامل تأثير الزلزال مع زيادة فترة الاهتزاز الذاتي. (2) في المرحلة الهابطة، الأمر عكس ذلك تمامًا. ومن ذلك يمكن الاستنتاج أن زيادة سمك الجدار قد تقلل أحيانًا من قوة الزلازل الأفقية، وقد تزيدها أحيانًا أخرى. لذلك، عند حساب قوة واستقرار الحاويات البرجية، وعند الحاجة إلى تعديل سمك الجدران لتلبية شروط القوة أو الاستقرار، فإن زيادة سمك الجدران ليست الطريقة الوحيدة؛ بل يجب التعامل مع الأحمال المختلفة بشكل منفصل. في الوقت نفسه، بالنسبة للأبراج المقسمة، فإن زيادة سمك جدران الأقسام المختلفة من البرج لا يؤدي إلى نفس التأثير. لذلك، يجب التعامل مع كل مسألة على حدة أثناء الحساب، حتى يكون التصميم منطقيًا. مقتطف من كتاب “دليل تدريب مهندسي تصميم الخزانات تحت الضغط”， تأليف لي شي يو، الصفحة 422