钢结构烟筒设计中横风向风振效应的控防

钢结构烟囱上有风荷载作用时，会在烟囱两侧背后产生交替的漩涡，且将由一侧然后向另一侧交替脱落，形成卡门涡列，卡门涡列的发生会使建筑物表面的压力呈周期性变化，作用方向与风向垂直，称为横风向风振，振动伴随着漩涡的出现而产生强迫振动，一旦振动增强，又会有由振动控制的涡流发生，钢结构发生剧烈共振，表现出自激振动的特性。

钢烟囱发生横风向风振现象在实际工程中时有发生，特别是烟囱刚度较小时，临界风速一般小于设计的最大风速，因此，临界风速出现的概率较大，一旦临界风速出现，涡流脱落的频率与烟囱的自振频率相同，烟囱就会发生横风向共振。

横风向风振带来的危害很大：1）由风振产生的惯性力在结构中引起附加应力；2）由于风振反应发生的频度较高，有可能使钢结构产生疲劳效应。

横风向风振对烟囱会产生较大的作用效应，因此，在设计中应尽量避免出现共振现象，如果不能完全避免，应使共振产生的作用效应值很小为宜。

1)当Re<3.5×106，且vH>vcr，j时，可发生亚临界的微风共振。可在构造上采取防振措施或控制结构的临界风速vcrj不小于15m/s，例如可以采取增加竖筋板，增加烟囱的刚度等措施。

2)当在设计过程中，还可以通过采取改变钢结构烟囱的自振周期，在适当高度增加烟囱的水平支点；使用烟囱振阻尼器适当减轻风振的影响，减小风振带来的破坏等措施来减弱横风向风振。如果在调整烟囱刚度后难以达到目的，可在烟囱上部设置破风圈也是一种有效的解决办法。

3)为了增加烟囱稳定，烟囱可以采取拉索、塔架等辅助支撑结构。