【摘要】：本文以220kV角鋼輸電塔為研究對象,設(shè)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(jìn)行同步測壓風(fēng)洞試驗,獲得了輸電塔主材、斜材和輔材桿件的風(fēng)壓分布規(guī)律和體型系數(shù)沿桿件展長的分布。歸納了風(fēng)荷載對塔身各桿件的作用特點以及體型系數(shù)隨風(fēng)向角的變化規(guī)律。對于角鋼桿件,當(dāng)角鋼內(nèi)角迎風(fēng)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(jìn)行了試驗值和國內(nèi)外規(guī)范取值的對比。結(jié)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(fēng)荷載按實際分布作用于輸電塔各桿件進(jìn)行內(nèi)力分析發(fā)現(xiàn)：分布風(fēng)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(fēng)荷載作用模式忽略了附加彎矩的影響,進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計存在不安全隱患。通過對比斜材在節(jié)點力風(fēng)荷載模式與分布力風(fēng)荷載模式下的內(nèi)力計算結(jié)果的差異,提出考慮分布荷載效應(yīng)的修正方法和有限元模型的改進(jìn)方式,并給出了該修正方法的結(jié)構(gòu)力學(xué)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(nèi)力,指出荷載模式的選取對主材內(nèi)力的影響不大,但對斜材內(nèi)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(fēng)向角下,角鋼塔在兩種荷載模式下的極限承載力。 利用風(fēng)洞試驗得到的結(jié)果與修正有限元模型,對角鋼塔進(jìn)行動力時程分析。計算得到了塔身各斜材的局部風(fēng)振系數(shù),與通常采用主材節(jié)點計算的風(fēng)振系數(shù)進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)前者大于后者,指出采用統(tǒng)一的風(fēng)振系數(shù)計算塔身段的風(fēng)荷載忽略了斜材等局部桿件的風(fēng)振響應(yīng)有欠妥當(dāng),斜材的局部風(fēng)振系數(shù)應(yīng)單獨計算。分析并對比了基于準(zhǔn)定常假定與考慮結(jié)構(gòu)特征湍流風(fēng)力系數(shù)脈動的斜材風(fēng)振系數(shù),結(jié)果表明基于準(zhǔn)定常假定的斜材風(fēng)振系數(shù)計算值在一定高度內(nèi)的偏小幅度較大,此處不宜采用準(zhǔn)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(fēng)載前后斜材的屈服變形與極限承載力的差異,發(fā)現(xiàn)風(fēng)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(guān),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(yīng)考慮風(fēng)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(fēng)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(chǔ)上進(jìn)行了各項研究。輸電塔風(fēng)荷載特性的研究現(xiàn)狀輸電塔屬于高貧結(jié)構(gòu)，受風(fēng)荷載影響十分敏感，，輸電塔受風(fēng)荷載實際作用模式復(fù)雜，內(nèi)外不少學(xué)者致力于輸電塔風(fēng)荷載研究，并取得了豐富的研究成果⑴程志軍⑴等設(shè)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(fēng)洞行風(fēng)荷載及風(fēng)振響應(yīng)的試驗研究，獲得了鋼管塔的體型系數(shù)，風(fēng)振響應(yīng)和風(fēng)振系數(shù)等參數(shù)。樓文娟[2]等通過氣動彈性模型風(fēng)洞實驗研究了輸電塔架的橫風(fēng)向動力荷載，結(jié)國外現(xiàn)場實測資料分析，論證格構(gòu)式塔架具有幾乎和順風(fēng)向等同的橫風(fēng)向風(fēng)振力，并提了橫風(fēng)向風(fēng)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(fēng)向角、擋風(fēng)系數(shù)、遮蔽效應(yīng)和瑞流度對阻力系數(shù)的影響；鄰良浩，梁樞果等[4]
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU347;TU312.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2536700