【摘要】：隨著我國經濟發(fā)展,對能源的需求也越來越大,然而我國能源分布格局極不平衡,為了突破供需矛盾,國家規(guī)劃建設了一系列輸電線路。作為生命線工程的重要組成部分,輸電線路一旦破壞,會引起供電系統(tǒng)癱瘓以及一系列次生災害,后果極其嚴重,理應加強其抵抗自然災害的能力。理論分析和災后調研表明,風災是引起線路破壞的最主要因素,如何確保線路在強風荷載作用下仍有良好的工作性能,成為時下的一個研究熱門。基于此,本文從基于性能設計的角度出發(fā),以某輸電線路的塔-線耦合體系為研究對象,對其進行了風災易損性分析,主要進行了如下研究工作:1、采用諧波合成法模擬脈動風。對平均風和脈動風特性分別進行了闡述,基于Kaimal風譜編寫了脈動風模擬的MATLAB程序,并考慮了空間相關性的影響。以某輸電導線為算例,模擬了節(jié)點脈動風時程,對模擬譜和目標譜進行對比,驗證了脈動風模擬的正確性。2、考慮材料參數的不確定性,采用有限元軟件ANSYS建立了三塔四跨的塔-線模型,對塔-線體系進行了風振時程分析,得到了塔頂位移時程響應曲線。考察了風向角對結構的影響,得到90風攻角位移最大的結論。使用拉丁超立方抽樣法抽取了10個樣本,用有限元方法得出90攻角下每個樣本在不同風速下的塔頂位移響應。3、分析得到了輸電塔在風荷載作用下的性能水準并對其進行量化。定義了輸電塔對應3種破壞模式的性能水準,然后采用Pushover分析得到輸電塔的抗風能力曲線,結合試驗結果,在曲線上找到對應不同性能水準的界限值。4、提出了風災概率易損性函數,對10個樣本計算出來的離散點進行回歸分析,得到相應的均值和標準差,繪制了易損性曲線。
[Abstract]:With the development of China's economy, the demand for energy is increasing. However, the distribution pattern of energy in China is very unbalanced. In order to break through the contradiction between supply and demand, a series of transmission lines have been planned and constructed. As an important part of the lifeline project, once the transmission line is destroyed, it will lead to the paralysis of power supply system and a series of secondary disasters. The consequences are extremely serious, so it should strengthen its ability to resist natural disasters. Theoretical analysis and post-disaster investigation show that wind disaster is the most important factor causing line damage. How to ensure that the line still has good working performance under strong wind load has become a hot research topic. Based on this, from the point of view of performance-based design, this paper takes the tower line coupling system of a transmission line as the research object, and analyzes its vulnerability to wind disaster. The main research work is as follows: 1, the harmonic synthesis method is used to simulate the pulsating wind. The characteristics of mean wind and pulsating wind are described respectively. Based on Kaimal wind spectrum, the MATLAB program of pulsating wind simulation is compiled, and the influence of spatial correlation is considered. Taking a transmission wire as an example, the nodal pulsating wind history is simulated, and the simulation spectrum and target spectrum are compared to verify the correctness of pulsating wind simulation. The uncertainty of material parameters is considered. The three-tower and four-span tower line model is established by using the finite element software ANSYS. The wind vibration time history analysis of the tower line system is carried out and the displacement time history response curve of the tower top is obtained. The influence of wind direction angle on the structure is investigated and the maximum angular displacement of 90 wind attack is obtained. Ten samples were collected by Latin hypercube sampling method, and the displacement response of each sample at 90 attack angles under different wind speeds was obtained by finite element method. The performance level of transmission tower under wind load was analyzed and quantified. The performance level of the transmission tower corresponding to three failure modes is defined. Then the wind resistance curve of the transmission tower is obtained by Pushover analysis, and the test results are combined. The limit value. 4 corresponding to different performance level is found on the curve. The vulnerability function of wind disaster probability is proposed. The corresponding mean value and standard deviation are obtained by regression analysis of the discrete points calculated from 10 samples, and the vulnerability curve is drawn.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM75;TU312.1

【參考文獻】

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本文編號：2195990