Почему при проектировании башен необходимо рассчитывать период самовибрации?

Характеристики самовибрации (период самовибрации, формы колебаний и сопротивление деформациям) являются необходимыми условиями для проведения динамических расчетов трубчатых резервуаров. При расчете башенных резервуаров на сейсмические или ветровые нагрузки необходимо сначала определить их период самовибрации и формы колебаний.

Влияние периода самовибрации на расчетную нагрузку. 1. Влияние на расчет нагрузок от ветра: с увеличением периода самовибрации увеличивается также коэффициент пульсации; при этом горизонтальная сила ветра на рассматриваемом участке возрастает. Поэтому увеличение толщины стенок в процессе расчета может способствовать снижению горизонтальной силы ветра. 2. Влияние на расчет сейсмических нагрузок: ситуация довольно сложная. В целом, изменение периода самовибрации влияет на значение коэффициента сейсмического воздействия, что, в свою очередь, напрямую влияет на величину горизонтальных сейсмических сил. Отношение между коэффициентом воздействия землетрясения и периодом самовибрации можно разделить на три этапа: этап роста, этап стабилизации и этап снижения. Период самовибрации увеличивается, и его влияние на коэффициент землетрясительного воздействия различается в трех фазах. (1) На этапе нарастания амплитуды коэффициент влияния землетрясения увеличивается по мере увеличения периода самовибрации. (2) На этапе спада амплитуды происходит обратное. Из этого можно сделать вывод, что увеличение толщины стенки иногда может снижать, а иногда — увеличивать горизонтальные сейсмические нагрузки. Поэтому при расчете прочности и устойчивости башенных резервуаров, когда необходимо скорректировать толщину стенок для соблюдения условий прочности или устойчивости, существует не только один способ — увеличение толщины стенок; при расчетах для различных нагрузок следует применять разные подходы. В то же время при использовании сегментированных башен увеличение толщины стенок разных сегментов не всегда приносит одинаковый эффект. Поэтому при расчетах необходимо анализировать каждую конкретную проблему отдельно, чтобы проект стал более рациональным. Из книги «Учебник по подготовке инженеров по проектированию сосудов под давлением», автор — Ли Шыйюй, стр. 422