完成了10 m/s、15 m/s和20 m/s來(lái)流風(fēng)速下的2個(gè)角鋼輸電鐵塔橫擔(dān)模型風(fēng)洞試驗(yàn),得到了19個(gè)風(fēng)向角下橫擔(dān)的風(fēng)軸阻力系數(shù),分析了橫擔(dān)角度風(fēng)系數(shù)、橫線向和順線向風(fēng)荷載分配系數(shù),構(gòu)造了角度風(fēng)系數(shù)函數(shù)并通過(guò)非線性擬合分析確定了擬合參數(shù)。在假定阻力系數(shù)相同的前提下,分別計(jì)算了由風(fēng)洞試驗(yàn)和規(guī)范確定的橫擔(dān)有效投影面積。將試驗(yàn)確定的橫擔(dān)角度風(fēng)荷載計(jì)算參數(shù)與國(guó)內(nèi)外規(guī)范值進(jìn)行了對(duì)比分析,提出了橫擔(dān)阻力系數(shù)、角度風(fēng)系數(shù)和荷載分配系數(shù)的取值建議。中國(guó)規(guī)范計(jì)算橫擔(dān)阻力系數(shù)時(shí),其計(jì)算式中的角鋼構(gòu)件阻力系數(shù)(1.3)建議由單片桁架阻力系數(shù)代替;風(fēng)向角為0°時(shí)的橫線向風(fēng)荷載和風(fēng)向角為30°時(shí)的順線向風(fēng)荷載取值偏于保守。 

【文章來(lái)源】：工程力學(xué). 2017年04期 第150-159頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

橫擔(dān)角度風(fēng)系數(shù)對(duì)比

膠投嗤ǖ佬藕挪杉?治魷低常?梢?實(shí)現(xiàn)天平六個(gè)力分量信號(hào)的同步采集。2.2試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袡M擔(dān)寬高比b/a1.269，正面擋風(fēng)系數(shù)0.260；下橫擔(dān)寬高比b/a1.595，正面擋風(fēng)系數(shù)0.256。中橫擔(dān)節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達(dá)220cm，高度101cm。橫擔(dān)節(jié)段模型上端和下端分別按照原型做了補(bǔ)償段模型，以消除風(fēng)洞邊界層的影響。中橫擔(dān)上補(bǔ)償段高32cm，下補(bǔ)償段高35cm，如圖3(a)所示。下橫擔(dān)節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達(dá)200cm，高度117cm。下橫擔(dān)上補(bǔ)償段高35cm，下補(bǔ)償段高50cm，如圖3(b)所示。中橫擔(dān)測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼掌鐖D4所示。橫擔(dān)模型的阻力由圖4(a)整體模型阻力減去圖4(b)模型阻力得到。由于橫擔(dān)上平面對(duì)塔身與橫擔(dān)的連接面有一定遮擋效應(yīng)，會(huì)使得小風(fēng)攻角尤其是0°風(fēng)攻角時(shí)的橫擔(dān)阻力測(cè)試值偏校但由于中橫擔(dān)和下橫擔(dān)上平面分別僅布置了三根和兩根水平連桿，其對(duì)塔身與橫擔(dān)連接面的遮擋效應(yīng)較小，試驗(yàn)中忽略了圖4(a)與圖4(b)模型中塔身與橫擔(dān)連接面阻力差異對(duì)橫擔(dān)模型阻力測(cè)試的影響。39.53811011022034.5(a)中橫擔(dān)(b)下橫擔(dān)圖3橫擔(dān)模型尺寸圖/cmFig.3Dimensionsofthecross-armmodel(a)橫擔(dān)+塔身+補(bǔ)償段(b)塔身+補(bǔ)償段圖4中橫擔(dān)測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼掌現(xiàn)ig.4Photosofthemiddlecross-armmodel上補(bǔ)償段橫擔(dān)塔身段下補(bǔ)償段塔身與橫擔(dān)連接面

154工程力學(xué)3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析3.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理為了將試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接應(yīng)用于原型結(jié)構(gòu)，測(cè)量數(shù)據(jù)以無(wú)量綱的力系數(shù)和力矩系數(shù)表達(dá)。由于輸電鐵塔橫擔(dān)風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)只考慮氣動(dòng)力，以下將僅對(duì)氣動(dòng)力數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。體軸坐標(biāo)系及風(fēng)向角的規(guī)定如圖5所示，風(fēng)向角為來(lái)流方向與橫擔(dān)軸向的夾角，定義90°風(fēng)時(shí)Y軸負(fù)方向指向來(lái)流，即此時(shí)模型受到的阻力為正值，X向右、Z軸垂直于X-Y平面向上。XCYCRCDCLC圖5坐標(biāo)系及風(fēng)向角定義Fig.5Definitionofthecoordinatesystemandthewindincidenceangle根據(jù)圖5所示的坐標(biāo)系定義，各無(wú)量綱的力系數(shù)可按照下式求出：2/(0.5)iiCFVS(1)式中：iX、Y、Z，為體軸坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的三個(gè)主方向；Fi和Ci分別為i向氣動(dòng)力及其對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)力系數(shù)；V為來(lái)流風(fēng)速，為驗(yàn)證來(lái)流風(fēng)速與角鋼橫擔(dān)模型阻力系數(shù)的無(wú)關(guān)性，分別取10m/s、15m/s和20m/s；為空氣密度，取1.225kg/m3；S為參考面積，取90°風(fēng)向角時(shí)的橫擔(dān)模型迎風(fēng)面投影面積，中橫擔(dān)和下橫擔(dān)的S值分別為0.0812m2和0.0638m2。將式(1)計(jì)算得到的體軸阻力系數(shù)XC、YC沿風(fēng)軸坐標(biāo)系方向投影，即可得到模型的風(fēng)軸阻力系數(shù)DC和升力系數(shù)LC，DC和LC的計(jì)算式為：D(cossin)XYCCC,L(cossin)YXCCC(2)式中，為風(fēng)洞試驗(yàn)的風(fēng)向角，即來(lái)流方向與橫擔(dān)軸向的夾角，風(fēng)向角θ的間隔為5°。根據(jù)式(2)，橫擔(dān)風(fēng)荷載合力力系數(shù)RC的計(jì)算式為：2222RXYDLCCCCC(3)圖5中的角度α為橫擔(dān)橫向風(fēng)荷載力系數(shù)XC與風(fēng)荷載合力力系數(shù)RC的夾角。3.2試驗(yàn)結(jié)果分析1)阻力系數(shù)按照式(2)計(jì)算得到橫擔(dān)模型的風(fēng)軸阻力系數(shù)，中橫擔(dān)和下橫擔(dān)模型的風(fēng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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