风荷载下输电塔的随机振动响应分析

来源 :第十五届全国结构风工程学术会议暨第一届全国风工程研究生论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:logoxx
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大跨越输电塔是一种柔度较大的高耸结构,一般为较高的格构式钢桁架塔,是跨越江河或深谷的输电线路的支柱.然而在我国,输电塔系统的破坏情况还是较严重的,输电塔被风吹倒之事,几乎每年都有发生.本文根据我国建筑结构荷载规范,以一个高为近400m的大跨越输电塔作为研究对象,设计基本风速为30m/s,采用功率谱分析法,用ANYSYS计算输电塔的随机风振响应,最终得到位移风振系数沿高变化规律,以及杆件的轴应力安全系数。通过研究发现:输电塔作为一个高柔结构对风很敏感,通过计算可以看到输电塔的前六阶频率在0.4-1.1Hz之间,由第一层节点的位移响应谱可以看出,结构的共振响应能量是第一阶振型起决定性作用,把输电塔上的风荷载等效成节点的集中力,施加到节点上,计算出输电塔的风振响应。单塔的最大合位移响应为39.65cm,对于平均风荷载引起的结构响应,输电塔上最大的弯曲应力不超过2.2MPa,要远小于最大轴应力的51.6MPa,因此对于输电塔这样的格构式塔架,平均风荷载引起的主要应力是轴应力,在不考虑导线的情况下,脉动风荷载引起的轴应力与平均风荷载引起的轴应力相当,且弯曲应力也不是太大;除了最底层由于平均风荷载引起的位移较小,所以风振系数有些偏大以外,其他所有层的风振系数都不超过2,沿高度变化规律近似于输电塔第一阶振型的变化规律;风荷载引起的所有杆的应力都不超过材料的强度。
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