多工况下输电塔—线体系静动力响应分析及风振控制研究
发布时间：2022-02-16 11:25
近年来我国输电塔由于强风作用经常会有倒塌事件发生,而输电塔-线体系的破坏给人民生活和国家经济带来极大的影响和损失。针对以上问题,本文对多工况下输电塔-线体系静动力响应分析及风振控制进行研究,提出相关的减振措施,为实际工程提供参考,主要研究内容如下:（1）本文以某地“110kV输电塔的典型设计”实际工程为依托,基于有限元原理选择合适的单元,对输电杆塔、绝缘子、导线的特性进行研究,利用小弹性模量变形对导（地）线进行找型,建立精确塔-线体系模型。对输电塔多工况下得到的各响应值进行分析,并与行业通用设计标准TTA进行对比分析,结果表明风荷载是控制塔体位移的主要荷载,塔身的较大位移处发生在塔顶,且压力为塔体的主控制力,塔腿处轴力偏大,横担上的弯矩应力贡献相对比较大,塔体中靠近塔腿位置,弯矩值越大,弯矩二阶应力的效应越明显;（2）研究输电塔及塔-线体系的动力响应,分析导线加入对输电塔的耦合影响,确定结构自身的振动频率以及振型变化情况;研究风荷载对结构的影响,采用沿高度变化的Kaimal风速谱进行脉动风模拟,研究不同风速下输电塔及塔-线体系的响应规律,选用谐波叠加法进行不同风速时程模拟,将模拟的脉动...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 输电塔-线体系研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 输电塔及塔-线体系静力分析及风振响应研究现状
1.2.2 输电塔及塔-线体系风振控制研究现状
1.3 研究现状的不足之处
1.4 本文研究的主要内容
2 多工况下输电塔的静力响应分析
2.1 输电塔模型建立
2.1.1 建模规定
2.1.2 建模实例
2.2 输电塔设计标准及设计工况
2.2.1 输电塔设计标准
2.2.2 输电塔设计工况
2.3 杆塔及塔线体系风荷载标准计算
2.3.1 输电塔的风荷载标准值
2.3.2 输电导(地)线的风荷载标准值
2.3.3 绝缘子的风荷载标准值
2.4 输电塔荷载施加
2.5 输电塔计算结果对比
2.5.1 位移对比分析
2.5.2 轴力对比分析
2.5.3 应力对比分析
2.6 本章小结
3 输电塔-线体系建立及动力特性分析研究
3.1 塔-线体系的建立
3.1.1 绝缘子模型
3.1.2 输电导线找形原理
3.1.3 输电导线数值分析过程
3.1.4 输电导线找形实例
3.2 动力分析
3.2.1 模态分析原理
3.2.2 输电单塔动力特性分析
3.2.3 三塔两线动力特性分析
3.4 本章小结
4 风场的基本理论与脉动风模拟
4.1 风场基本理论与特征
4.1.1 风力等级
4.1.2 风的基本特性
4.2 风对结构的影响
4.2.1 平均风特征
4.2.2 脉动风特征
4.3 脉动风荷载模拟
4.3.1 风振模拟方法
4.3.2 谐波叠加法
4.3.3 输电塔上脉动风荷载模拟
4.4 本章小节
5 输电塔-线体系的风振响应时程分析
5.1 风振响应准则
5.2 输电杆塔及输电塔-线体系风振响应分析方法
5.2.1 风振时域响应分析
5.2.2 非比例阻尼矩阵
5.3 不同风速下塔-线体系的对比分析
5.3.1 不同风速下输电塔-线X、Y对比分析
5.3.2 不同风速下X向缩减比例
5.3.3 不同风速下导线动力响应分析
5.4 20 m/s下单塔及输电塔-线体系对比分析
5.4.1 单塔及塔-线体系稳定性对比分析
5.4.2 单塔及塔-线体系内力分析
5.5 本章小结
6 输电塔-线体系的风振响应控制研究
6.1 输电塔-线体系结构振动控制分类
6.2 弹簧阻尼减振器应用原理及有限元模拟
6.2.1 弹簧阻尼减振器原理
6.2.2 弹簧阻尼减振器模型建立及连接方式
6.3 不同风速下加装阻尼器体系减振率对比分析
6.4 较优风速下未加装阻尼器体系与加装阻尼器体系对比分析
6.4.1 输电塔-线体系X、Y向减振率对比分析
6.4.2 加装阻尼体系与未加装阻尼体系稳定性分析
6.4.3 加装阻尼体系与未加装阻尼体系内力分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑结构抗风基本理论研究[J]. 史明祥. 山西建筑. 2019(04)
[2]输电塔线体系动力特性及风振响应分析[J]. 余传运,张建润. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]输电塔-线体系振动控制研究进展[J]. 张鹏,李宏男,田利,张卓群,范颖芳. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]110kV六回路耐张塔受力性能分析[J]. 曾健,赵胜利,苏耀国,谭蓉. 电网与清洁能源. 2018(03)
[5]输电塔-线体系灾变分析与安全评估综述[J]. 张卓群,李宏男,李士锋,任宗栋,张鹏,李宁. 土木工程学报. 2016(12)
[6]复合绝缘材料在交直流特高压输变电工程的应用[J]. 洪志鹏. 自动化应用. 2016(11)
[7]输电塔-线体系风雨致振控制研究[J]. 高翔,朱峰,刘宁,王长勇,侯王宾,李丹丹,韩峰,田利,俞琪琦. 工业建筑. 2016(01)
[8]大跨越输电塔-线体系的平面内塔-线耦合效应与TMD减震控制研究[J]. 翟长海,武钢,李爽,谢礼立. 振动工程学报. 2012(04)
[9]绝缘子在输电塔线体系动力计算中的作用分析[J]. 沈国辉,袁光辉,楼文娟,孙炳楠. 浙江大学学报(工学版). 2011(11)
[10]高压输电塔线体系的地震响应研究[J]. 汪江,陈喆,周臻,朱虹. 土木工程与管理学报. 2011(03)
博士论文
[1]格构式输电塔及输电塔—线体系风振响应研究[D]. 柳国环.大连理工大学 2010
[2]大跨越输电塔—线体系动力特性和风振控制研究[D]. 尹鹏.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]复杂荷载作用下输电塔塔线体系响应研究[D]. 谭谨林.合肥工业大学 2018
[2]复合材料杆塔结构及塔线体系动力响应研究[D]. 张文静.西安理工大学 2017
[3]风雨致大跨越输电塔—线体系倒塌破坏机理研究[D]. 曾玉洁.山东大学 2017
[4]风荷载作用下建筑结构动力响应研究[D]. 赵建隽.河北工程大学 2017
[5]采动区输电塔线体系风振响应分析[D]. 刘青文.中国矿业大学 2016
[6]大跨度输煤栈桥动力特性分析与振动控制研究[D]. 张岩青.西安建筑科技大学 2015
[7]主动防舞器防舞研究[D]. 芮静敏.北京理工大学 2015
[8]高压输电塔及塔线体系的静动力响应研究[D]. 曾明正.兰州大学 2014
[9]特高压超高铁塔的稳定性研究[D]. 张仁强.东南大学 2015
[10]输电塔结构风灾易损性研究[D]. 葛义娇.苏州科技学院 2014
本文编号：3627879
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 输电塔-线体系研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 输电塔及塔-线体系静力分析及风振响应研究现状
1.2.2 输电塔及塔-线体系风振控制研究现状
1.3 研究现状的不足之处
1.4 本文研究的主要内容
2 多工况下输电塔的静力响应分析
2.1 输电塔模型建立
2.1.1 建模规定
2.1.2 建模实例
2.2 输电塔设计标准及设计工况
2.2.1 输电塔设计标准
2.2.2 输电塔设计工况
2.3 杆塔及塔线体系风荷载标准计算
2.3.1 输电塔的风荷载标准值
2.3.2 输电导(地)线的风荷载标准值
2.3.3 绝缘子的风荷载标准值
2.4 输电塔荷载施加
2.5 输电塔计算结果对比
2.5.1 位移对比分析
2.5.2 轴力对比分析
2.5.3 应力对比分析
2.6 本章小结
3 输电塔-线体系建立及动力特性分析研究
3.1 塔-线体系的建立
3.1.1 绝缘子模型
3.1.2 输电导线找形原理
3.1.3 输电导线数值分析过程
3.1.4 输电导线找形实例
3.2 动力分析
3.2.1 模态分析原理
3.2.2 输电单塔动力特性分析
3.2.3 三塔两线动力特性分析
3.4 本章小结
4 风场的基本理论与脉动风模拟
4.1 风场基本理论与特征
4.1.1 风力等级
4.1.2 风的基本特性
4.2 风对结构的影响
4.2.1 平均风特征
4.2.2 脉动风特征
4.3 脉动风荷载模拟
4.3.1 风振模拟方法
4.3.2 谐波叠加法
4.3.3 输电塔上脉动风荷载模拟
4.4 本章小节
5 输电塔-线体系的风振响应时程分析
5.1 风振响应准则
5.2 输电杆塔及输电塔-线体系风振响应分析方法
5.2.1 风振时域响应分析
5.2.2 非比例阻尼矩阵
5.3 不同风速下塔-线体系的对比分析
5.3.1 不同风速下输电塔-线X、Y对比分析
5.3.2 不同风速下X向缩减比例
5.3.3 不同风速下导线动力响应分析
5.4 20 m/s下单塔及输电塔-线体系对比分析
5.4.1 单塔及塔-线体系稳定性对比分析
5.4.2 单塔及塔-线体系内力分析
5.5 本章小结
6 输电塔-线体系的风振响应控制研究
6.1 输电塔-线体系结构振动控制分类
6.2 弹簧阻尼减振器应用原理及有限元模拟
6.2.1 弹簧阻尼减振器原理
6.2.2 弹簧阻尼减振器模型建立及连接方式
6.3 不同风速下加装阻尼器体系减振率对比分析
6.4 较优风速下未加装阻尼器体系与加装阻尼器体系对比分析
6.4.1 输电塔-线体系X、Y向减振率对比分析
6.4.2 加装阻尼体系与未加装阻尼体系稳定性分析
6.4.3 加装阻尼体系与未加装阻尼体系内力分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑结构抗风基本理论研究[J]. 史明祥. 山西建筑. 2019(04)
[2]输电塔线体系动力特性及风振响应分析[J]. 余传运,张建润. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]输电塔-线体系振动控制研究进展[J]. 张鹏,李宏男,田利,张卓群,范颖芳. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]110kV六回路耐张塔受力性能分析[J]. 曾健,赵胜利,苏耀国,谭蓉. 电网与清洁能源. 2018(03)
[5]输电塔-线体系灾变分析与安全评估综述[J]. 张卓群,李宏男,李士锋,任宗栋,张鹏,李宁. 土木工程学报. 2016(12)
[6]复合绝缘材料在交直流特高压输变电工程的应用[J]. 洪志鹏. 自动化应用. 2016(11)
[7]输电塔-线体系风雨致振控制研究[J]. 高翔,朱峰,刘宁,王长勇,侯王宾,李丹丹,韩峰,田利,俞琪琦. 工业建筑. 2016(01)
[8]大跨越输电塔-线体系的平面内塔-线耦合效应与TMD减震控制研究[J]. 翟长海,武钢,李爽,谢礼立. 振动工程学报. 2012(04)
[9]绝缘子在输电塔线体系动力计算中的作用分析[J]. 沈国辉,袁光辉,楼文娟,孙炳楠. 浙江大学学报(工学版). 2011(11)
[10]高压输电塔线体系的地震响应研究[J]. 汪江,陈喆,周臻,朱虹. 土木工程与管理学报. 2011(03)
博士论文
[1]格构式输电塔及输电塔—线体系风振响应研究[D]. 柳国环.大连理工大学 2010
[2]大跨越输电塔—线体系动力特性和风振控制研究[D]. 尹鹏.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]复杂荷载作用下输电塔塔线体系响应研究[D]. 谭谨林.合肥工业大学 2018
[2]复合材料杆塔结构及塔线体系动力响应研究[D]. 张文静.西安理工大学 2017
[3]风雨致大跨越输电塔—线体系倒塌破坏机理研究[D]. 曾玉洁.山东大学 2017
[4]风荷载作用下建筑结构动力响应研究[D]. 赵建隽.河北工程大学 2017
[5]采动区输电塔线体系风振响应分析[D]. 刘青文.中国矿业大学 2016
[6]大跨度输煤栈桥动力特性分析与振动控制研究[D]. 张岩青.西安建筑科技大学 2015
[7]主动防舞器防舞研究[D]. 芮静敏.北京理工大学 2015
[8]高压输电塔及塔线体系的静动力响应研究[D]. 曾明正.兰州大学 2014
[9]特高压超高铁塔的稳定性研究[D]. 张仁强.东南大学 2015
[10]输电塔结构风灾易损性研究[D]. 葛义娇.苏州科技学院 2014
本文编号：3627879
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