输电塔塔—线体系风振研究

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1、分类号坐!鱼：212UDC硕士学位论文密级公五输电塔塔．线体系风振研究陈家豪论文答辩El期2Q13生5旦22旦学位授予Et期2Q13生鱼旦2鱼旦广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位

2、论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。，嘛保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：指导教师签名：作者联系电话：膨蒙袭髂窿芳日期：沙73．∥f习日期沙7；．口友z／电子邮箱：脚z6厂乃够汐乡罗．幼T输

3、电塔塔一线体系风振研究摘要输电塔的自振周期较长，较接近于风的卓越周期，对风荷载十分敏感，其风振响应及其相应的安全性已成为目前研究的热点。输电塔除承受塔身风压和重力外，还承受导线张力，导线的存在影响了塔架的动力特性、风振响应以及风振系数，因而有必要通过建立输电塔塔线体系模型，研究塔线体系的动力特性、风振响应以及风振系数，以期得到对理论研究及实际应用均为有益的结论。本论文的主要研究工作有：(1)基于非线性有限元理论和输电线找形原理，在ANSYS中完成了输电线的找形，对一个角钢塔和一个钢管组合塔分别进行

4、了塔线体系的有限元建模。(2)基于AR法，考虑Kaimal脉动风速功率谱和空间三维的Davenport相干函数，运用MATLAB编程实现了具有多维空间相关性的多点脉动风速。模拟的脉动风速其功率谱与目标功率谱吻合程度较好，两者的谱线趋势是一致的，说明本文采用自回归模型模拟风速时程的结果是准确可靠的，且本文所取的风速时程模拟参数是合理的。然后运用风压与风速相互转换的Bernoulli表达式，最终将风速转化为节点风荷载时程。(3)利用ANSYS中的子空间迭代法，对塔线体系进行有了动力特性分析，并和单塔的

5、动力特性做了对比，观察Y向的单塔频率和塔线体系频率，发现输电线对输电塔在Y向(横向)的质量贡献大于刚度贡献，即在Y向，由于塔线体系的质量增大(刚度也增大，但质量增大较刚度增大显著)，塔线体系一阶频率比单塔一阶频率小；而在X向，由于塔线体系的刚度增大(质量也增大，但刚度增大较质量增大显著)，塔线体系一阶频率比单塔一阶频率大。综上所述，输电线对输电塔在Y向体现的是质量的贡献，在X向体现的是刚度的贡献，在X向(顺导线方向)的刚度贡献远大于其在Y向的贡献。(4)利用ANSYS中的Newmark．p法，对输

6、电塔塔线体系进行风振响应时程计算及分析，得到了节点位移、加速度响应，并和单塔响应做了对比，发现输电线对输电塔存在着显著的刚度贡献。此外还得NT单元内力时程，着重分析了不同跨度下塔线体系的内力，讨论了跨度对塔线体系内力的影响，发现时程分析轴力最大值与平均风作用下轴力之比N2／N1随跨度增加而减小，规范计算轴力与平均风作用下轴力之比N3／N1不广西大掌硕士学位论文输电塔塔一线体系风振研究随跨度变化，且各个跨度下的N2／N1都小于N3／N1。(5)对输电塔塔线体系的风振系数进行了计算及分析，并和单塔的风

7、振系数做了对比。着重分析了不同跨度下塔线体系的风振系数，讨论了跨度对塔线体系风振系数的影响。研究表明，塔线体系的风振系数万随跨度增大而变小，而单塔的风振系数万随跨度变化而保持几乎不变；塔线体系各个跨度下的万都小于单塔；规范《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》对60m以下输电塔风振系数万的规定是准确的，但是对60m以上输电塔风振系数∥(z)是偏保守的，设计时可根据按照塔线体系模型计算出的∥(z)，适当降低风振系数的取值。关键词：输电塔塔线体系；风荷载模拟；AR法；时程分析；风振响应广西大学硕士掌位论

8、文输电塔塔一线体系艮轰研究一■一-■●l■一Researoh0tWIna—lnaUCeaVIbratIOnOttower—IinosystemofpowertransmiSSiontowerABSTRACTThenatlll'alvibrationperiodoftransmissiontowerislonger,moreclosetothe删ofthewind,issensitivetowindload，thewindvibrationresponseandthecorrespo