【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,國家對電力電量的需求急劇增加,而作為電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分和傳輸電能的主要載體,輸電塔線體系的穩(wěn)定運行關(guān)系到人民的生活質(zhì)量和國家的安定。輸電塔是典型的高柔結(jié)構(gòu),其自振周期與風(fēng)荷載卓越周期相接近,故而在現(xiàn)實生活中,風(fēng)災(zāi)是輸電塔線路破壞的主要原因之一。但由于輸電塔線體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和塔線耦合作用的影響,理論分析較為困難。現(xiàn)場實測和風(fēng)洞實驗又受制于各種復(fù)雜因素,且需要消耗巨大的人力和財力,所以采用數(shù)值模擬對輸電塔線體系進(jìn)行風(fēng)振分析和易損性分析能夠在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上為理論研究和科學(xué)實驗提供可靠的指導(dǎo)。本文首先提出了幾種有效的架空輸電線找形方法,通過比較,最終選擇了找形迭代法進(jìn)行三塔四線的輸電塔線體系建模,并通過模態(tài)分析研究了結(jié)構(gòu)的動力特性。其次,通過對輸電塔線體系進(jìn)行不同風(fēng)向角風(fēng)荷載作用下的動力時程分析和響應(yīng)譜分析,探索了不同風(fēng)向角下風(fēng)振響應(yīng)問題,同時研究了脈動風(fēng)的截止頻率對風(fēng)振響應(yīng)計算效率和準(zhǔn)確性的重要影響。然后,本文建立多種有限元模型,考慮其材料屬性和截面尺寸的隨機(jī)性,基于靜力非線性分析方法和概率分析方法,對輸電塔線體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)易損性分析,最終探究了結(jié)構(gòu)參數(shù)隨機(jī)性和風(fēng)向角對易損性曲線和倒塌風(fēng)速的影響。在此基礎(chǔ)上,本文最后基于IDA分析方法進(jìn)行了輸電塔線體系的易損性分析,分別探究了風(fēng)的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)自身的不確定性和外部荷載的不確定性對結(jié)構(gòu)易損性的影響。通過輸電塔線體系風(fēng)振響應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行風(fēng)荷載模擬時,截止頻率的選取,既要滿足風(fēng)總能量的要求,同時也要結(jié)合結(jié)構(gòu)自身的動力特性。通過結(jié)構(gòu)易損性分析得知,結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)性對于輸電塔(線)結(jié)構(gòu)倒塌風(fēng)速的影響不容忽視,且對于本文輸電塔線體系而言,最不利風(fēng)向角為60度。較臺風(fēng)而言,良態(tài)風(fēng)計算得到的易損性結(jié)果偏安全,倒塌基本風(fēng)速誤差能達(dá)到10%以上,對于不同性質(zhì)的風(fēng)荷載應(yīng)該分別研究。另外,外部荷載的不確定性和結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性對結(jié)構(gòu)易損性均有較為明顯的影響,而外部荷載的影響更為突出。
【圖文】：

圖 2.1 導(dǎo)線微分單元受力分析Fig. 2.1 Force analysis of wire differential element程中，導(dǎo)線的重力荷載通常是沿索長均勻分布的，，如圖 2.2 荷載沿導(dǎo)線均勻分布計算簡圖Fig. 2.2 Simplified calculation of the load along the wire

8圖 2.2 荷載沿導(dǎo)線均勻分布計算簡圖Fig. 2.2 Simplified calculation of the load along the wire而有zqds q dx，故：21zds dzq q qdx dx (2-4將方程(2-4)代入方程(2-3)，求得懸鏈線方程如下：2cosh coshH xzq l (2-5式中：
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM75

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