本文選題：變電構(gòu)架避雷針 + 風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)��； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力資源成為我們?nèi)粘Ｉ�、工作不可或缺的一部分。變電站作為輸電和配電的集結(jié)點(diǎn),它通過(guò)把一些電氣設(shè)備組裝起來(lái),用于電力系統(tǒng)中,為了保護(hù)電氣設(shè)備免受雷電擊中的危害,常在變電構(gòu)架上安裝避雷針,將雷電流通過(guò)避雷針引到大地,以保護(hù)變電場(chǎng)所。變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)由于高寬比較大,橫截面相對(duì)較小,所以水平荷載是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載。相比較于地震作用,雖然風(fēng)荷載作用的幅度較小,但其發(fā)生的較為頻繁,所以避雷針結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下更易發(fā)生大變形甚至出現(xiàn)截面破壞。而當(dāng)前規(guī)范在對(duì)避雷針結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),是將風(fēng)荷載作為擬靜力考慮,未能重視脈動(dòng)風(fēng)荷載對(duì)避雷針結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響,由于近年來(lái)的避雷針結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境中折斷的事故頻繁發(fā)生,所以研究變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)的風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)特點(diǎn)具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂事故的研究主要分為兩部分:采用beam188建立整體模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性(尤其是動(dòng)力性能)分析;采用shell93建立避雷針相貫節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化模型,對(duì)其進(jìn)行擬靜力和動(dòng)力時(shí)程分析,并進(jìn)行加固和改造。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:本文對(duì)整體變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)及單根中間避雷針結(jié)構(gòu)(并根據(jù)避雷針上是否掛有地線又分為兩種情況)按照規(guī)范方法在四種風(fēng)向角下(0o、45o、60o和90o)進(jìn)行了擬靜力分析,得到如下結(jié)論:(1)地線對(duì)避雷針各節(jié)點(diǎn)的位移影響很大,卻只影響避雷針和橫梁連接處及第一段和第二段避雷針連接點(diǎn)處的應(yīng)力。(2)避雷針結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)隨著高度的增加而增大,避雷針頂端附近響應(yīng)增大明顯;避雷針底部和中間變截面處為受力薄弱位置(應(yīng)力較大),應(yīng)注意這兩處的加固處理。(3)避雷針各節(jié)點(diǎn)隨著風(fēng)向角從0o變化到90o,發(fā)現(xiàn)垂直構(gòu)架方向的位移不斷變大,而順構(gòu)架方向的位移不斷變小,且90o風(fēng)向角是結(jié)構(gòu)受力較為不利的工況。本文對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)整體變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)的振動(dòng)多為避雷針的彎曲,而構(gòu)架的振動(dòng)較難激發(fā)。對(duì)避雷針結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,由結(jié)果可知:避雷針結(jié)構(gòu)的一階振型對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)貢獻(xiàn)最大,處于構(gòu)架中部的避雷針的動(dòng)力響應(yīng)也包含了高階振型的影響,在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮高階振型對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)的影響;同時(shí),處于構(gòu)架中部的避雷針結(jié)構(gòu)在整體結(jié)構(gòu)中的受力最為不利,在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)中部的避雷針進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。對(duì)整體構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)全時(shí)程分析可知:整體結(jié)構(gòu)受風(fēng)荷載時(shí)中間根避雷針的受力是最不利的;各風(fēng)向角下90o風(fēng)向更為不利;避雷針底部和中間變截面處同屬于危險(xiǎn)截面,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)均需要進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核;根據(jù)相同工況下的擬靜力和動(dòng)力計(jì)算結(jié)果對(duì)比,建議取?=1.82作為構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)力放大系數(shù)。提出了一種避雷針結(jié)構(gòu)的加固方案,通過(guò)加固前后的擬靜力和動(dòng)力響應(yīng)分析結(jié)果可知:在T型節(jié)點(diǎn)處設(shè)加勁肋可以明顯減輕避雷針與橫梁相貫處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。該加固方案可對(duì)實(shí)際工程的加固提供指導(dǎo)。
[Abstract]:With the development of national economy , electric power resources have become an indispensable part of our daily life and work . In order to protect the electrical equipment from lightning strikes , it has important theoretical significance and application value . ( 3 ) As the wind direction angle changes from 0o to 90o in each node of lightning rod , the displacement in the direction of the vertical frame is continuously increased , and the displacement of the lightning rod in the middle of the frame is more unfavorable .
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM862

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1 陳怡文;變電構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)的風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)分析[D];鄭州大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：1929780