特高壓輸電塔風(fēng)振響應(yīng)及等效風(fēng)荷載研究.pdf

1、輸電塔線體系的抗災(zāi)害性研究尚處于初期，無(wú)論是災(zāi)害荷載作用機(jī)理，還是結(jié)構(gòu)分析方法、設(shè)計(jì)理論、振動(dòng)控制等方面均存在很多缺陷，致使輸電塔的倒塔破壞時(shí)有發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失巨大，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生活秩序。風(fēng)荷載又是其主要的動(dòng)力荷載，動(dòng)力風(fēng)效應(yīng)分析的正確性和精度將直接影響到結(jié)構(gòu)的安全與合理。因此有必要對(duì)輸電塔線體系的風(fēng)荷載作用模型、風(fēng)振響應(yīng)、等效風(fēng)荷載及風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究。本文圍繞輸電塔的風(fēng)振響應(yīng)和等效風(fēng)荷載，主要開展了以下幾個(gè)方面的工作：

2、r>　　 (1)初步解決了格構(gòu)式輸電塔氣彈模型設(shè)計(jì)的難題。由于格構(gòu)式輸電塔結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、剛度大，采用傳統(tǒng)的氣動(dòng)彈性模型設(shè)計(jì)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)輸電塔結(jié)構(gòu)的氣彈模型設(shè)計(jì)，剛性節(jié)段加“V”型彈簧片法能很好地模擬輸電塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。
　　 (2)氣動(dòng)阻尼是輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析的重要參數(shù)，通過(guò)HHT方法結(jié)合RDT法實(shí)現(xiàn)了輸電塔線體系環(huán)境激勵(lì)下的氣動(dòng)阻尼的識(shí)別，為輸電塔線體系的風(fēng)振響應(yīng)分析提供了基礎(chǔ)。
　　 (3)根據(jù)高頻天平技術(shù)原理

3、及基于準(zhǔn)定常假設(shè)條件下，推導(dǎo)了輸電塔風(fēng)荷載空間分布的計(jì)算公式，為輸電塔的風(fēng)致振動(dòng)研究提供了一條重要途徑，也是對(duì)高頻天平測(cè)力實(shí)驗(yàn)局限性的一種可靠方便的擴(kuò)展。
　　 (4)通過(guò)自振特性分析確定了彎剪型層模型作為輸電塔動(dòng)力計(jì)算的簡(jiǎn)化模型；根據(jù)準(zhǔn)定常假設(shè)認(rèn)為來(lái)流在結(jié)構(gòu)表面重分布可以忽略，結(jié)構(gòu)上一點(diǎn)所受的順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載只與該點(diǎn)來(lái)流的風(fēng)速有關(guān)，確定了輸電塔順風(fēng)向風(fēng)荷載作用模型。作用在結(jié)構(gòu)上的橫風(fēng)向風(fēng)荷載和扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載主要由紊流風(fēng)、分離剪切流

4、與結(jié)構(gòu)側(cè)面相互作用、尾流激勵(lì)以及漩渦隨機(jī)脫落等共同作用的結(jié)果，結(jié)構(gòu)自身的形狀對(duì)其影響較大，因此橫風(fēng)向風(fēng)荷載及扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載不在適用于用橫風(fēng)向風(fēng)速譜直接轉(zhuǎn)化得到，根據(jù)高頻天平測(cè)力實(shí)驗(yàn)得到的基底彎矩，通過(guò)分段估計(jì)法得到了橫風(fēng)向風(fēng)荷載的分布。發(fā)展了用于輸電塔耦合抖振分析的有限元CQC法、SRSS法和虛擬激勵(lì)法。
　　 (5)諧波合成法是一種精度較高且無(wú)條件穩(wěn)定的隨機(jī)過(guò)程模擬方法，本文在單維多變量隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)合成方法的基礎(chǔ)上，引入了縱向與豎向脈