台风荷载作用下输电塔线体系弹塑性失稳破坏研究

发布时间：2024-06-02 14:43

　　输电塔线体系具有高度高、跨度大、柔性强的特点。由于我国现有的输电线路设计技术规程中对输电塔的抗风设计标准偏低,故沿海地区经常出现输电线路在台风的袭击下发生倒塔和断杆,对经济发展带来严重的影响。多数输电塔的倒塌是由于结构发生了整体失稳,结构的整体失稳往往是由局部构件的失效引起的,其中包括强度失效和稳定失效。目前关于输电塔结构稳定性研究尚不成熟,尤其是涉及结构几何非线性特征和材料非线性特征的动力稳定问题。因此研究台风荷载作用下输电塔线体系中输电塔结构的弹塑性失稳破坏具有重要意义。按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中规定的方法计算等效静力风荷载,首先分析了等效静力风荷载作用下风向角、相邻塔的变形和导地线张力变化对输电塔整体稳定性的影响,然后根据Mises屈服准则计算等效应力分析不同风向角下输电塔主材的局部破坏,识别出失效路径和薄弱部位。结果表明,90°风向角下输电塔最容易发生破坏;相邻塔的变形会加快输电塔的破坏;风速较大时导地线张力越大输电塔稳定性越好;0°、45°和90°风向角下输电塔最薄弱层均为第8层,每一根主材构件最大应力主要分布在构件端部与斜材和辅助材相连的地方。根...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外台风荷载研究现状
    1.3 国内外稳定性研究现状
    1.4 本文的主要研究工作
2 等效静力风荷载作用下塔线体系稳定性分析
    2.1 不同风向角下输电塔结构特征值曲屈分析
        2.1.1 有限元模型
        2.1.2 等效静力风荷载计算
        2.1.3 不同风向角下弹性失稳模态与失稳临界荷载分析
    2.2 不同风向角下一塔两线体系整体稳定性分析
        2.2.1 有限元模型
        2.2.2 工况设计
        2.2.3 结构稳定性判定准则
        2.2.4 不同风向角下输电塔线体系整体稳定性分析
    2.3 考虑多塔之间相互影响时整体稳定性分析
        2.3.1 有限元模型
        2.3.2 分析工况
        2.3.3 四塔五线体系整体稳定性分析
    2.4 导地线张力对整体稳定性的影响
        2.4.1 有限元模型与分析工况
        2.4.2 不同导地线张力工况输电塔稳定性分析
    2.5 输电塔结构局部破坏分析
        2.5.1 有限元模型与分析工况
        2.5.2 构件失效判断准则
        2.5.3 输电塔主材破坏分析
    2.6 本章小结
3 台风荷载作用下输电塔线体系动力稳定性分析
    3.1 台风荷载模拟
    3.2 振动模态与阻尼
    3.3 输电塔线体系动力稳定性分析
        3.3.1 不同风向角下一塔两线体系整体稳定性分析
        3.3.2 考虑多塔之间互相影响时整体稳定性分析
        3.3.3 导地线张力对整体稳定性的影响
        3.3.4 动力稳定性与静力稳定性对比
    3.4 本章小结
4 输电塔线体系破坏过程能量分析
    4.1 等效静风荷载作用下输电塔层间能量分析
    4.2 等效静风荷载作用下输电线路整体能量分析
    4.3 一塔两线体系动力风荷载作用下层间能量分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3987392