输电塔风振系数模拟计算

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1、湖南电力第3l卷第3期HUNANELECTRICPOWER2011年6月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2011．03．003输电塔风振系数模拟计算徐明鸣，何洪波。黄满长(湖南省电力勘测设计院，湖南长沙410007)摘要：随着特高压电网的建设，输电塔风振系数取值已成为重要的研究领域。本文根据脉动风时程模拟和结构随机振动理论，运用MATLAB编程模拟输电塔各点时空相关的风速时程。结合ANSYS软件对输电塔风振时程响应进行仿真计算，得到位移时程及位移风振系数，并形成输电铁塔风振系数计算的技术思路和方法，供电力工程设计参考。关键词：输电塔；风振系数；风

2、场模拟；时程分析中图分类号：TU312．1文献标识码：A文章编号：1008—0198(2011)03—0008—03SimulationanalysisonwindvibrationcoeficientfortransmissiontowersXUMing-ming，HEHong—bo，HUANGMan—chang(HunanElectricPowerDesignInstitute，Changsha410007，China)Abstract：Withtheconstructionofextrahighvoltaged，thespanofwindvibrationcoefi

3、cientoftransmissiontowemhasbecomeallimportanttopicrecently．Basedonfluctuatewindsimulationandstructuresstochasticvibration，wind—inducedvibrationresponseoftransmissiontowerisanalysedbythemethodcombinedMATLABandtheseconddevelopmentofANSYS．Thecalculationofwindvibrationcoeficientisproposedinth

4、epaperandcanprovidereferencetoelectricproject．Keywords：transmissiontower；windvibrationcoeficient；windfieldsimulation；time·hi8toryanalysis输电塔是高压电网的支撑，通常采用空间格构响应，要进行精确的抗风计算，只能借助时域法。钢结构型式，具有高宽比大、阻尼小、柔性强等特时域方法可以考虑结构及荷载的非线性，求出荷载点，属于典型风敏感类结构，风载荷是此类结构的和响应随时间的变化规律和最大值。主要控制荷载之一。目前，750—1000kV特高压文中根

5、据线性滤波法中自回归模型，编制风速输电线路铁塔明显升高，平均高度在100m左右，时程模拟程序，结合随机振动理论并考虑固流耦合而现行《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》效应对铁塔进行时程动力分析，得到各点位移响应对铁塔塔身风荷载调整系数的规定相当匮乏。《建及相应的位移风振系数。筑结构荷载规范》针对高层、高耸结构提出一个1模拟理论近似风振系数计算公式⋯，但各参数查询并不适用于输电塔之类的空间格构式结构。可见，输电塔1．1风振响应时程分析风振系数取值研究已成为电力工程与土木工程界的由结构动力学可知，多自由度结构体系的运动一个重要研究领域。方程为：高耸结构抗风计算主要分为频域计算

6、和时域计[M]互(t)+[C](t)+[](t)=P(t)(1)算。频域法只能对结构进行线性分析，要假定瞬时式中[]为集中质量矩阵；[C]为阻尼矩阵；风压与风力之间的关系是线性的，结构的特性也假[]为刚度矩阵；P(t)为风振作用力向量。定为线性。当大风作用下，高耸结构往往会产生几由风荷载理论可知顺风向风力分为平均风和脉何或材料非线性，所以频域法并不能真实反应结构动风，平均风对结构作用相当于静力的，脉动风对收稿日期：2010-11-I1改回日期：2011-03—04·8·第31卷第3期徐明鸣等：输电塔风振系数模拟计算2011年6月结构的作用是动力的。因全面考虑气动力因素的理

7、考虑结构体系节点之间的空间性，可以得出具论分析十分困难，文中引入准定常假设，即假设物有随机性、时空相关的风速时程序列：体在振动相对于平均风速来说是缓慢的，由脉动风p(t)=。·130(t—kat)+Ⅳ(t)(5)引起的气动力系数与由平均风速引起的定常气动力式中。(t)为模拟生成的风速；At为时间步长；系数是一致的。N(t)为均值为0且具有给定协方差的正态分布由伯努利方程可得风压和风速的关系为：随机数；P为自回归的阶数；为自回归参数。12m(2)观测资料表明，各点风速和风向并不是完全同步的，甚至可能是完全无关的。当水平风力作用式