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近几年来,随着我国经济的发展,对电力的需求急剧增加,由于能源分布不均,大距离,高电压等级的输电线路的建设显的尤为重要,目前我国正积极推进1000kV特高压输电线路的建设,以减少输送电过程中能量的消耗。
风荷载是输电线路设计中的主要荷载,随着环境的恶化以及全球变暖的趋势加剧,灾害天气变得越来越多,如何预防和减少灾害性天气对人类造成的损失,显得尤为重要。福建处于我国的东南沿海,是受台风影响的典型区域,每年由于台风大风造成的损失难以估量。输电线路是事关国民经济发展的重要构筑物,对福建沿海地区输电线路风荷载进行研究具有重要的意义。
本文首先简要的介绍了福建沿海的气候状况,然后结合福建省崇武气象台的风速资料,采用年最大风速的分析方法来拟合年最大风速的极值渐进分布。采用三种极值分布函数:极值Ⅰ型Gumbel、极值Ⅱ型Frechet、极值Ⅲ型Weibull分布对数据进行了拟合对比分析,得到福建沿海年最大风速的最佳极值渐进分布。并计算出根据实际风速资料计算基准期内参考设计风速。计算结果表明,台风是该地区大风的主导因素,极值Ⅰ型是符合该地区的最佳分布函数。另外,分析了极大风速对构筑物的影响,提出了采用差异化的设计方法对局部大风区段进行设计。
针对某直线塔,采用Matlab编写了风荷载模拟程序,分别模拟了符合Davenport和Von Karman谱的风速时程曲线,借助Ansys分析软件分别计算了两种风速时程作用下的结构的位移、速度和加速度响应,结果表明在10m高度湍流度取值相同的情况下,Von Karman谱的计算值要小于Davenport谱的计算值,Davenport谱过高的估计了自然风在高频区的能量。同时,推导了Von Karman谱的脉动增大系数计算公式并制成表格方便使用。
最后,分别将美国ASCE,英国BS8100,国际标准IEC等国外风荷载相关的设计规范与我国荷载规范进行了系统的对比分析,并通过对两个实例的计算分析,比较了各规范计算的风荷载效应。