在前期工作的基础上,首先以一座代表性冷却塔为例,通过线型方程的参数调整获得五组线型,独立分析塔筒上下缘直线段、喉部以上线型、下缘倾角、喉部高度和整体半径对结构在多种荷载下受力性能的影响,并通过结构设计评价各参数对塔筒材料用量的影响。另外,上述参数对结构基频和稳定性的影响也进行了分析,并结合结构振型解释了线型对基频的影响机理。通过上述研究揭示了子午线型尤其是线型斜率/曲率对结构特性的影响机理,提出了以塔筒配筋量为指标的子午线型优化方法并对子午线型的构造方法提出了一定要求。同时,为便于将配筋量作为优化目标,还根据冷却塔的受力特性提出了一种简化且可靠的配筋计算方法,从而可以在结构配筋计算时避免繁复的多风向组合。在动力范畴,在风洞试验的基础上对冷却塔的风振效应也进行了系统研究,详细分析了各响应的环向和子午向分布特征以及各响应背景和共振分量在总脉动响应中的权重,并综合各响应的时程特征、塔筒结构特性及配筋设计原则,将塔筒各响应的阵风响应因子从环向和子午向的二维分布简化为分别针对环向和子午向配筋设计的两个独立数值并作为结构设计的风振系数。在此过程中,还提出了在响应时程中准确分离背景和共振分量的方法并进行了验证。另外,对结构风振响应的各个影响因素如结构基频、阻尼、风速、子午向相关性等进行了全面分析,明确了各自对对共振效应的影响规律并给出了拟合表达式。结果表明,在基频大于0.7Hz时,结构的共振效应并不明显,而在整体双曲线型控制下,子午线型变化对结构基频的影响较为有限,故而线型对结构风振效应的影响亦非常有限。在极限承载力方面,已经建立了考虑塔筒钢筋混凝土材料非线性的有限元计算模型并得到了初步的结果,塔筒在破坏前的非线性效应极弱,而一旦局部混凝土开裂后,结构刚度急剧下降且位移急剧增加,从而造成计算终止,但此时钢筋仍未屈服。受时间所限,后续仍将继续展开极限承载力方面的研究。 2100433B