1.1目的及意义

工字型柱结构是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，它在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用于各种民用和工业建筑结构，大型桥梁，重型设备，各种机器构件。工字型柱的风振影响不可忽视，因强风导致结构失稳破坏常有发生。

风载荷是港口机械结构承受在风载荷的主要水平载荷之一，在风载荷的作用下，结构的动力效应会发生变化。为保证港口机械设计的质量和安全性，为了解随机风载荷对港口大型机械的影响，借鉴建筑工程学中的风载荷的处理方法，利用ANSYS分析工字型单柱在风载荷作用下的特性，希望得到一些对实际工程设计具有参考意义的结论。

为获得更加准确的工字型单柱结构的风振特性，尝试利用风场和工字型单柱结构的流固耦合作用，建立流固耦合方程，研究基于流固耦合对工字型单柱结构的风振特性分析。

1.2 国内外的研究现状分析

风荷载是建筑结构常遇的侧向荷载之一。随着施工技术和材料科学的进步，现代结构材料存在大长化和轻柔化的发展趋势，这使得建筑结构的自振频率越来越接近自然风的卓越频率，结构在风荷载作用下的动力响应也越来越显著。在结构设计特别是在高耸结构、大跨度桥梁、屋盖结构中，风荷载是一个极其重要的设计荷载。而对于高耸、高层结构和玻璃幕墙结构来说，风荷载引起的响应在总荷载中占有相当大的比重，甚至起着决定性的作用，合理的抗风设计对保障这些建筑结构的功能有重要的意义因此，为了满足结构的质量、安全性的要求，在国内外都有大量的学者在进行结构在风载荷的研究。同时，搜索阅读大量的文献了解国内外对结构的风振特性的研究。朱小海，程文明，邵建兵《大型门式起重机的风振特性研究》中阐述利用ANSYS分析门式起重机在静风载荷和随机风载荷作用下的响应，得出大型门式起重机在不考虑风载荷的脉动效应使结果偏于不安全。孙芳锦，梁爽在《考虑流固耦合作用的大跨度桥梁风振响应研究》中介绍了一种流固耦合分析的强耦合方法，结果表明流固耦合效应对大跨度桥梁的风振响应有重要影响，强耦合计算方法可以准确的预测其风振特性。Y. Tamura等人在lt;Wind-induced responses of super-large cooling towersgt;一文中提出了CCM耦合方法对大型冷却塔进行风振特性分析，得出要用风致响应机制来进行冷却塔抗风设计的结论。Liu H, Chen G, Tao L等人在lt;Wind-induced response of large offshore oil platformgt;中针对大型海上石油平台高耸结构的风敏性问题，研究了高耸结构的风振响应，研究得出在大型海上石油平台风阻设计中，横风荷载不可忽视，主要考虑井架顶部/底部的风致响应和高耸结构波动横风荷载的放大。

可以看出国内外都很重视风载荷对建筑结构所带来的影响，都在努力的研究。经过半多个世纪的发展，有关风作用下结构反应的研究取得了巨大的进步，并逐渐形成了一门新兴的边缘学科。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容