【摘要】：本文以220kV角鋼輸電塔為研究對象,設計制作了1：2.5的大比例剛性節(jié)段模型,在均勻湍流場中進行同步測壓風洞試驗,獲得了輸電塔主材、斜材和輔材桿件的風壓分布規(guī)律和體型系數(shù)沿桿件展長的分布。歸納了風荷載對塔身各桿件的作用特點以及體型系數(shù)隨風向角的變化規(guī)律。對于角鋼桿件,當角鋼內角迎風時,阻力系數(shù)與升力系數(shù)均較大,桿件處于雙向受力狀態(tài)。對整塔段的體型系數(shù)進行了試驗值和國內外規(guī)范取值的對比。結果表明：按我國規(guī)范取值偏小,試驗值與國外規(guī)范取值接近。 將風荷載按實際分布作用于輸電塔各桿件進行內力分析發(fā)現(xiàn)：分布風荷載對輸電塔斜材產(chǎn)生較大的附加彎矩,影響較大,而對主材和輔材的影響較小。目前按節(jié)點力風荷載作用模式忽略了附加彎矩的影響,進行抗風設計存在不安全隱患。通過對比斜材在節(jié)點力風荷載模式與分布力風荷載模式下的內力計算結果的差異,提出考慮分布荷載效應的修正方法和有限元模型的改進方式,并給出了該修正方法的結構力學原理。 建立角鋼塔的修正有限元模型,對比了傳統(tǒng)節(jié)點集中力荷載模式與斜材分布力荷載模式下主材、斜材的桿件內力,指出荷載模式的選取對主材內力的影響不大,但對斜材內力有較大的影響。對比了角鋼塔原模型與修正模型各階模態(tài)的異同；考察了各風向角下,角鋼塔在兩種荷載模式下的極限承載力。 利用風洞試驗得到的結果與修正有限元模型,對角鋼塔進行動力時程分析。計算得到了塔身各斜材的局部風振系數(shù),與通常采用主材節(jié)點計算的風振系數(shù)進行對比,發(fā)現(xiàn)前者大于后者,指出采用統(tǒng)一的風振系數(shù)計算塔身段的風荷載忽略了斜材等局部桿件的風振響應有欠妥當,斜材的局部風振系數(shù)應單獨計算。分析并對比了基于準定常假定與考慮結構特征湍流風力系數(shù)脈動的斜材風振系數(shù),結果表明基于準定常假定的斜材風振系數(shù)計算值在一定高度內的偏小幅度較大,此處不宜采用準定常假定。 建立單角鋼斜材殼單元有限元模型,對比了加載風載前后斜材的屈服變形與極限承載力的差異,發(fā)現(xiàn)風載對不同位置的斜材的影響各不相同,這與它們的搭接方式有關,其中對部分桿件的極限承載力的降低程度較大,指出斜材極限承載力的計算除了考慮其連接方式外,還應考慮風載對其極限承載力的降低作用。
【圖文】：

圖1-3鋼管塔實物圖本文以高度67.5rn的角鋼塔為研究對象，通過風洞試驗研究角鋼塔身各桿件沿桿長的載的分布特性，在此基礎上進行了各項研究。輸電塔風荷載特性的研究現(xiàn)狀輸電塔屬于高貧結構，受風荷載影響十分敏感，，輸電塔受風荷載實際作用模式復雜，內外不少學者致力于輸電塔風荷載研究，并取得了豐富的研究成果⑴程志軍⑴等設計并制作了高壓輸電線路終端塔全塔氣動彈性模型，在大氣邊界層風洞行風荷載及風振響應的試驗研究，獲得了鋼管塔的體型系數(shù)，風振響應和風振系數(shù)等參數(shù)。樓文娟[2]等通過氣動彈性模型風洞實驗研究了輸電塔架的橫風向動力荷載，結國外現(xiàn)場實測資料分析，論證格構式塔架具有幾乎和順風向等同的橫風向風振力，并提了橫風向風振力的簡化計算公式。F.CarrilJr.[3]等得到了塔架平均和脈動阻力系數(shù)，并研不同風向角、擋風系數(shù)、遮蔽效應和瑞流度對阻力系數(shù)的影響；鄰良浩，梁樞果等[4]
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU347;TU312.1

【參考文獻】

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1 梁樞果,朱繼華,王力爭;大跨越輸電塔-線體系動力特性分析[J];地震工程與工程振動;2003年06期

2 吳海洋;王開明;馮云巍;;基于準穩(wěn)定理論輸電塔風振系數(shù)計算方法[J];電力建設;2009年06期

3 史世倫;李正良;張東英;李茂華;;單邊連接的等邊單角鋼壓桿承載力試驗研究[J];電網(wǎng)技術;2010年03期

4 李慶偉;李宏男;;輸電塔結構的動力穩(wěn)定性研究[J];防災減災工程學報;2008年02期

5 康強文;童根樹;;單肢連接的單角鋼壓桿承載力分析[J];鋼結構;2006年02期

6 劉錫良,周穎;風荷載的幾種模擬方法[J];工業(yè)建筑;2005年05期

7 徐明鳴;何洪波;黃滿長;;輸電塔風振系數(shù)模擬計算[J];湖南電力;2011年03期

8 楊靖波;牛華偉;華旭剛;吳靜;陳政清;;格構式鋼管輸電塔風振系數(shù)研究[J];建筑結構學報;2010年S2期

9 王之宏;風荷載的模擬研究[J];建筑結構學報;1994年01期

10 梁樞果;鄒良浩;趙林;葛耀君;;格構式塔架三維動力風荷載的風洞試驗研究[J];空氣動力學學報;2007年03期

本文編號：2536700