六边形输电塔体型系数与风荷载计算

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输电线路杆塔结构风荷载分析

输电线路杆塔结构风荷载分析

输电线路杆塔结构风荷载分析摘要:随着社会经济的发展,对电力能源的需求日益扩大,使得国内的高压电网建设也获得了长足的发展,同时,由于大型导线、紧凑型线路、相同塔回来线路等输电新技术的发展、创新和应用,我国输电线路杆塔结构朝大规模、大荷载发展的趋势日益明朗。

杆塔结构是决定输电线路安全、稳定运行的关键因素,而风荷载作为杆塔结构中的几大重要荷载之一,虽然其与一般地震荷载的作用幅度比较而言并不大,但其作用频繁度却远远高于地震荷载的。

由于这些输电线路杆塔基本有一定的高度,受风力的影响较大,因此计算和分析其风荷载变得十分重要。

关键词:输电线路;杆塔结构;风荷载分析目前我国高压电网的建设不断发展和相同塔回来的线路、紧凑型线路、大型导线等输电新技术的应用、输电线路杆塔结构形成大荷载、大规模的趋势越来越明显。

输电线路杆塔结构是重要组成部分、是安全线路稳定运行的基础。

风荷载是输电线路杆塔结构主要荷载之一,尽管它作用幅度比一般地震荷载小,但它的作用频繁与地震荷载相比要高得多。

这些输电线路杆塔都是有出现在一定的高度半空,风荷载计算分析变得越来越重要。

输电线路杆塔结构的安全性和可靠性直接关系到输电线路运行的安全。

有重要的现实意义。

在输电线路的荷载设计中,风荷载的地位十分重要,其设计质量直接决定着项目成本的高低以及杆塔结构的质量。

因此,相关单位和工作人员必须坚持实事求是,不断创新,全面分析各项影响因素的作用,确定最佳的结构风荷载值,确保电网的正常、稳定运行。

1风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移风的作用是紊乱、无规律的,有确定值的风荷载规范适用于体形较规则、高度不高的高层建筑,而低于一定高度高层建筑风荷载值可按照规范方法进行计算风荷载值,只要适量加大风荷载数值的方法来衡量动力效应,而风荷载仍然作为静力荷载来进行计算结构本身内力和位移,但对于硬度不是强的高层建筑,随着建筑物体的高度增加,而风的效应也会加大,位移增加过快因而引起的动力效应这时就不能忽略不计了。

输电塔风灾计算公式

输电塔风灾计算公式

输电塔风灾计算公式
输电塔风灾计算是工程结构设计中非常重要的一部分,通常会使用一些公式和标准来进行计算。

其中,输电塔的风荷载计算是其中的重要一环。

一般来说,风荷载计算公式会涉及输电塔的结构形式、地理位置、设计风速等因素。

以下是一般情况下的输电塔风荷载计算公式的一般形式:
F = 0.5 ρ V^2 A Cd.
其中,。

F 为风荷载;
ρ 为空气密度;
V 为设计风速;
A 为输电塔受风面的有效投影面积;
Cd 为风荷载系数。

这个公式是一个基本的风荷载计算公式,实际应用中还需要根据具体的工程情况和地理环境进行调整和修正。

例如,地理位置的不同会导致设计风速的不同,输电塔的结构形式和尺寸也会影响到有效投影面积和风荷载系数的取值。

因此,在实际工程中,工程师会根据具体情况进行详细的计算和分析,确保输电塔在风灾情况下的安全可靠性。

除了上述基本的风荷载计算公式外,还有一些专业的规范和标准,如《输电线路工程设计规范》、《建筑结构荷载规范》等,其中包含了更加详细和精确的输电塔风荷载计算方法和公式。

在实际工程中,工程师需要结合这些规范和标准来进行输电塔风荷载的计算和设计。

总的来说,输电塔风荷载计算是一个复杂而重要的工程设计环节,需要综合考虑多个因素,采用合适的公式和方法进行计算,以确保输电塔在风灾情况下的安全性和稳定性。

输电线路塔身风荷载计算方法

输电线路塔身风荷载计算方法

输电线路塔身风荷载计算方法嘿,咱今儿个就来说说输电线路塔身风荷载计算方法这事儿!你可别小瞧了这风荷载,它就像个调皮的小精灵,要是不把它弄明白,那输电线路可就有麻烦啦!想象一下,那输电线路的塔身就像是个勇敢的卫士,屹立在天地之间。

而风呢,就像是一群捣蛋鬼,时不时地就来捣乱。

这时候,我们就得想办法算出风荷载到底有多大的威力,才能让塔身这个卫士做好准备呀!风荷载的计算啊,其实就像是解一道谜题。

我们得考虑好多因素呢,比如风速啦,风向啦,还有塔身的形状和尺寸等等。

这就好比是给一个人搭配衣服,得考虑身材、风格、颜色啥的,一个都不能马虎。

咱先来说说风速。

这风速可太重要啦,就像一个人的跑步速度一样。

风跑得越快,对塔身的冲击力就越大。

那怎么知道风速有多大呢?这就得靠专门的仪器去测量啦。

然后是风向。

这风向就像是一个调皮的孩子,一会儿往东跑,一会儿往西跑。

我们得搞清楚它到底往哪个方向吹,才能更好地算出风荷载对塔身的影响呀。

再来说说塔身的形状和尺寸。

这就好比是不同形状的碗,装的水肯定不一样多呀。

塔身要是又高又细,那受到的风荷载可能就会大一些;要是矮矮胖胖的,可能就会小一些。

那具体怎么计算呢?这可就得用到一些公式和方法啦。

这就像是做菜的菜谱一样,按照步骤一步一步来。

不过可别觉得这很简单哦,这里面的学问可大着呢!比如说,我们得考虑空气的阻力,就像人在水里游泳会受到水的阻力一样。

还得考虑塔身的结构,是不是坚固呀,能不能承受住风的冲击呀。

算出来风荷载之后呢,我们就可以根据这个结果来设计和建造输电线路塔身啦。

就像是给房子打地基一样,得打得稳稳的,才能让房子不倒塌呀。

你说这风荷载计算方法重要不重要?那当然重要啦!要是算错了,那输电线路出了问题可咋办?那可就会影响好多人的生活呀!所以呀,咱可得认真对待,不能马虎。

总之呢,输电线路塔身风荷载计算方法就像是一把钥匙,能打开安全输电的大门。

咱可得好好研究,让这把钥匙发挥出最大的作用,为我们的生活提供稳定可靠的电力呀!你说是不是这个理儿?。

导线风荷载计算公式

导线风荷载计算公式

导线风荷载计算公式
1.输电线路选线工程设计技术规定(DL/T5414-2024)中的导线风荷载计算公式:
F=0.5*ρ*V^2*C*A
其中,F为单位长度的导线风荷载,ρ为空气密度,V为风速,C为系数,A为导线横截面积。

空气密度ρ可根据海拔高度和气温进行插值计算。

风速V可以根据气象数据或者工程经验进行选取。

系数C根据导线的形状和布置方式确定,通常取值范围在0.6~0.8之间。

导线横截面积A可以通过导线的规格和参数计算得到。

2.国际电工委员会(IEC)标准中的导线风荷载计算公式:
F=0.5*ρ*V^2*Cd*Af
其中,F为单位长度的导线风荷载,ρ为空气密度,V为风速,Cd为阻力系数,Af为参考面积。

空气密度ρ的计算方式与上述公式相同。

风速V的选取方法与上述公式相同。

阻力系数Cd根据导线的形状和布置方式确定,通常取值范围在
0.6~1.2之间。

参考面积Af可以通过导线横截面积和系数来计算得到。

需要注意的是,以上的导线风荷载计算公式仅适用于水平或接近水平
的导线,若导线存在较大的坡度或垂直度,还需要根据实际情况进行修正。

此外,在实际工程中,导线的风荷载计算通常还需要考虑导线的振动
性能、支柱和绝缘子的强度等因素,以保证输电线路的安全可靠运行。

因此,在进行导线风荷载计算时,需要综合考虑多个因素,并参考相关标准
和规范。

输电线路杆塔结构风荷载分析

输电线路杆塔结构风荷载分析

输电线路杆塔结构风荷载分析摘要:随着我国高压电网建设的迅速发展,新的输电技术如同塔双回线路、紧凑线路、大截面导线等,都使输电线路杆塔结构产生大负荷的趋势日益突出。

输电线路杆塔是线路的重要组成部分,是线路安全、可靠的重要组成部分。

风荷是输电线路杆塔所要承担的最大载荷,但其影响范围较大。

因此,在输电线路杆塔的设计中,对其进行风载荷的计算和分析就显得尤为重要。

关键词:高压电网;输电技术;杆塔结构;风荷载引言:架空传输线杆塔是一种柱状或塔状结构,它支撑着架空传输线的导线和地线,并使两者与地面保持一定的间距,其安全可靠度对整个输电系统的安全运行有着重要的影响。

在架空输电线路中,杆塔造价占总投资的30%或更多,它直接影响到线路的经济效益。

随着我国特高压电网的不断发展,同塔多回线路、紧凑线路、大截面导线等新技术的普及,线路杆塔大荷载、大型化的发展趋势日益显现。

随着我国建设“节约型、环境友好型”社会,电网安全稳定,气候变化复杂,对杆塔的安全可靠性、经济性和环保性能的要求越来越高。

文章就国内输电线路杆塔结构的受力取值、结构优化及新材料应用等方面的最新研究成果进行了综述,并结合国内外的实际情况,指出了今后的发展方向。

1.风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移对于某一特定高度以下的高层建筑,可以采用标准的方法进行计算,采用适当增加的风荷载来度量其动态影响,而风荷载仍以静力形式计算其自身的内力和位移。

但在高层建筑中,由于建筑物的高度越高,受风影响越大,由于位移太快所产生的动态影响就越小。

在考虑了动力作用的情况下,必须采用经验公式对顶点速度的影响进行估计。

因为铁塔所支持的导线和上部结构的高度都很高,而且导线的自重和拉力都很大,所以必须进行风洞实验来判断风向和风荷的影响,以弥补规范的缺陷。

1.2风作用下输电线路杆塔的刚度影响在输电线路杆塔结构的设计中,应该考虑到在普通暴风雨影响下,杆塔也能正常工作。

这就是在结构的弹性和小位移条件下,风力可以发生不同的角度,例如-10到+10度。

风荷载计算例题

风荷载计算例题

以下是一个关于风荷载计算的基本例题:
例题:一高层钢筋混凝土结构,平面形状为正六边形,边长为20m。

房屋共20层,底层层高为5m,其余层高为3.6m。

该房屋的第一自振周期T1=1.2s,所在地区的基本风压w0=0.7kN/m2,地面粗糙度为C类。

试计算各楼层处与风向一致方向总的风荷载标准值。

解题步骤如下:
1. 确定体形系数:该房屋共有6个面,查表得到各个面的风荷载体形系数。

不为零的4个面分别用①②③④表示。

根据已知数据计算得出:
* ①面的体形系数:0
* ②面的体形系数:0.8
* ③面的体形系数:-0.5
* ④面的体形系数:-0.5
2. 计算各层的风压高度系数:近似假定室内外地面相同,则二层楼面离室外地面高度为5m,查表得到对于C类地面粗糙度,z0=0.74。

同理可求得其余各层楼面标高处的风压高度系数。

3. 计算风荷载标准值:根据各楼层处的风压高度系数和体
形系数,以及基本风压,计算各楼层处与风向一致方向总的风荷载标准值。

以上步骤仅供参考,实际操作中需要根据具体情况进行相应的调整和修正。

例:铁塔身风荷载计算

例:铁塔身风荷载计算
(1.1为风压增大系数)
塔身 b ? 2.465 ? 0.125 h 19.7
b为塔身平均宽度,b=(1.1+3.829)/2=2.465m
查表2-6得η=0.81
μs=1.3(1+η)=1.3 ×(1+0.81)=2.353
-
4、投影面积Af (塔身面积)
Af
?
? h(b1
? b2 2
)=0.22 × 19.7×(1.1+3.892)/2 =10.683m2
5、塔身风压q
q=μZμSβzW0Af/h =(1.24×2.353×1.0×0.5625 ×10.683)/19.7 =0.89kN/m
-
-
(二)塔身风荷载
1、风压随高度变化系数μZ 110kV,高度19.7m粗糙程度为B类,查表2-5 得μZ=1.24
2、风荷载调整系数βZ
查表2-8得βZ=1.0 3、构件体形系数μs 由型钢杆件组成的塔架μs=1.3(1+η)
-
b/h=3.829/19.7≈1/5为宽基塔 填充系数? =A f/A,塔头取? =0.2 ×1.1=0.22
-
4、投影面积Af( 2
.33? 6.2(0.6 ? 1.1)1? .74m2 2
5、塔头风压q
W0=302/1600=0.5625kN/m2
q=μZμSβzW0Af/h=(1.35×2.093×1.15 ×0.5625 ×1.74)/6.2
=0.51kN/m
例7 已知110kV,1A-ZM1型猫头宽基铁塔,塔顶 宽D1=0.6m,塔身顶宽D2=1.1m,根开D3=3.829m, 塔头高h1=6.2m,塔身高h2=19.7m,计算塔身风荷载 ,线路经过乡村,运行情况Ⅰ时风速30m/s

风荷载计算算例.doc

风荷载计算算例.doc

风荷载计算算例.doc3.6. 风荷载计算根据《建筑结构荷载规范》( GB50009-2012)规范,风荷载的计算公式为:wkz usuz 0 ( 8.1.1-1)u s——体型系数u z——风压高度变化系数z——风振系数0——基本风压w k——风荷载标准值体型系数 u s根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》表7.3.1 确定。

本项目建筑平面为规则的矩形,查表8.3.1 项次30,迎风面体型系数0.8(压风指向建筑物内侧),背风面-0.5(吸风指向建筑外侧面),侧风面-0.7(吸风指向建筑外侧面)。

风压高度变化系数 u z根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别,按照规范表 8.2.1 确定。

本工程结构顶端高度为 3.0x30+0.6=90.6米,建筑位于北京市郊区房屋较稀疏,由规范 8.2.1 条地面粗糙度为 B 类。

由表 8.2.1 高度 90 米和 100 米处的 B 类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为1.93 和2.00。

则 90.6 米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为:u z 90.6 90(2.00 1.93) 1.93 1.9342100 90对于高度大于 30m 且高宽比大于 1.5 的房屋,以及基本自振周期 T1 大于 0.25s 的各种高耸结构,应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

本工程30 层钢结构建筑。

基本周期估算为 T 1= 0.10~0.15 n=3.0~4.5s ,应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响,并由下式计算:Z 1 2gI 10 B z1 R 2(8.4.3)式中:g ——峰值因子,可取 2.5I 10 ——10m 高度名义湍流强度,对应 ABC 和 D 类地面粗糙,可分别取 0.12、0.14、0.23 和 0.39;R ——脉动风荷载的共振分量因子 B z ——脉动风荷载的背景分量因子脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算: Rx 126(1 x 2 )4/311(8.4.4-1)x 130 f 1 , x 1 5k w 0( 8.4.4-2)式中:f 1 ——结构第 1 阶自振频率( Hz )k ——地面粗糙度修正系数,对应、、 C 和 D 类地面粗糙,可分别取、 wA B1.28 1.0、0.54 和 0.26;1 ——结构阻尼比,对钢结构可取 0.01,对有填充墙的钢结构房屋可取 0.02,对钢筋混凝土及砌体结构可取 0.05,对其他结构可根据工程经验确定。

六边形输电塔体型系数与风荷载计算

六边形输电塔体型系数与风荷载计算

六边形输电塔体型系数与风荷载计算张宏杰;李正;杨风利;韩军科;宫博【摘要】六边形塔结构型式较少应用于输电塔,其体型系数仍按照四边形塔体型系数进行取值是否合理有待研究.为此,对2种不同填充率六边形角钢塔架进行了刚体测力风洞试验,研究了0°~120°风向角范围内塔架体型系数μsθ随风向角的变化规律,分析了六边形塔与四边形塔体型系数差异对塔身风荷载计算的影响.研究表明,风轴下六边形塔体型系数以60°为一个周期,体型系数最大值出现在10°和45°风向角下.在准确测定六边形塔体型系数的前提下,传统的四边形塔身风荷载计算方法仍然适用于六边形塔身风荷载计算.但在0°~15°风向角范围内,按照规范提供的体型系数计算六边形塔身风荷载偏于危险.%The hexagonal tower is rarely applied to transmission lines,and further studies are needed on the rationality of the shape coefficient of hexagonal tower represented by that of quadrilateral tower.For this purpose,two kinds of hexagonal transmission tower models with different solid ratio are established for a series of aerostatic force wind tunnel tests.Based on the test results,the change law of shape coefficient versus wind angles ranging from 0° to 120° isstudied.Furthermore,the influences of shape coefficient difference between the hexagonal tower and quadrilateral tower on the calculated tower wind loads are discussed.The study shows that under the wind axis,the shape coefficient of hexagonal tower hexagonal tower presents a period of 60 degrees with the maximum value occurring at the wind angles of 10° and 45°.It is concluded that under the condition of the hexagonal tower shape coefficient being accurately measured,the traditional wind load calculationmethod used for quadrilateral tower is still applicable to the hexagonal transmission tower,but the calculated wind load of hexagonal transmission tower based on the code-provided shape coefficient is on the risk sidewith the wind angles ranging within 0~15°.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2017(050)003【总页数】6页(P107-112)【关键词】输电杆塔;风荷载;体型系数;风洞试验;六边形塔【作者】张宏杰;李正;杨风利;韩军科;宫博【作者单位】中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京100192;中国科学院电工研究所,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TM753正多边形桁架塔在输电铁塔、电视塔、信号发射塔等结构上广泛应用。

例:铁塔身风荷载计算

例:铁塔身风荷载计算

=0.51kN/m
-
(二)塔身风荷载 1、风压随高度变化系数μZ
110kV,高度19.7m粗糙程度为B类,查表2-5 得μZ=1.24 2、风荷载调整系数βZ
查表2-8得βZ=1.0 3、构件体形系数μs 由型钢杆件组成的塔架μs=1.3(1+η)
-
b/h=3.829/19.7≈1/5为宽基塔 填充系数=A f/A,塔头取=0.2 ×1.1=0.22
5、塔身风压q
q=μZμSβzW0Af/h
=(1.24×2.353×1.0×0.5625 ×10.683)/19.7 =0.89kN/m
-
查表2-8得βZ=1.15 3、构件体形系数μs -
由型钢杆件组成的塔架μs=1.3(1+η) 填充系数=A f/A,塔头取=0.3×1.1=0.33, (1.1为节点板挡风面积风压增大系数)
塔头hb06..8250.14
b为塔头平均宽度,b=(0.6+1.1)/2=0.85m
查表2-6得η=0.61
(1.1为风压增大系数)
塔身b2.4650.125 h 19.7
b为塔身平均宽度,b=(1.1+3.829)/2=2.465m
查表2-6得η=0.81 μs=1.3(1+η)=1.3 ×(1+0.81)=2.353
-
4、投影面积Af (塔身面积)
Af
h(b1 b2 )=0.22 × 19.7×(1.1+3.892)/2 2 =10.683m2
例7 已知110kV,1A-ZM1型猫头宽基铁塔,塔顶 宽D1=0.6m,塔身顶宽D2=1.1m,根开D3=3.829m, 塔头高h1=6.2m,塔身高h2=19.7m,计算塔身风荷载 ,线路经过乡村,运行情况Ⅰ时风速30m/s

塔架风荷载计算范文

塔架风荷载计算范文

塔架风荷载计算范文一、引言塔架是一种用于支撑高空建筑物或设备的结构,常见于电力、通信、桥梁等工程中。

在设计塔架时,风荷载是一个重要的考虑因素。

本文将介绍塔架风荷载计算的方法和步骤。

二、塔架风荷载计算方法根据相关规范和标准,塔架的风荷载计算一般可以采用两种方法:最不利风向法和特征值法。

1.最不利风向法最不利风向法是指在所有可能风向中,选取对塔架产生最大风荷载的风向。

该方法适用于高度较小的塔架,其计算步骤如下:(1)确定最不利风向利用风洞实验或气象记录资料,确定各个风向下的平均风速和风向频率。

计算每个风向下的风压系数,选择产生最大风荷载的风向。

(2)计算风荷载根据选取的最不利风向,计算塔架表面上各个点的风速和风压。

根据风压和塔架的几何形状,计算各个点的风荷载。

(3)计算风荷载合力将各个点的风荷载合力成一个合力,求出塔架在最不利风向下的风荷载。

2.特征值法特征值法是指将各个风向下的风速和风压进行统计,得到一组特征值,再对这组特征值进行处理,得到考虑不同概率的风荷载。

特征值法适用于高度较大的塔架,其计算步骤如下:(1)确定设计基准风速根据气象记录资料,选取合适的设计基准风速。

(2)统计各个风向下的风速和风压利用气象记录资料,统计各个风向下的风速和风压,得到一组数据。

(3)计算特征值根据统计数据,计算特征值,包括平均值、标准偏差和极值等。

(4)计算设计风速根据特征值和设计基准风速,计算设计风速。

(5)计算风荷载根据设计风速,计算各个点的风速和风压。

根据风压和塔架的几何形状,计算各个点的风荷载。

(6)计算风荷载合力将各个点的风荷载合力成一个合力,求出塔架在设计风速下的风荷载。

三、计算实例为了更好地说明塔架风荷载计算的方法和步骤,以下举例计算一个具体的塔架。

假设塔架的高度为50米,宽度为10米,采用特征值法进行计算。

已知设计基准风速为35m/s,统计各个风向下的风速和风压,得到一组数据。

根据数据计算得到特征值,如下:平均风速:30m/s标准偏差:5m/s极值:40m/s根据设计基准风速和特征值,计算设计风速为35m/s。

输电塔风荷载计算

输电塔风荷载计算

输电塔风荷载计算1. 基本风压计算222010/160040/1600 1.0kN/m v ω===2. 风压高度变化系数计算输电塔所处环境为B 类地貌,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)可知0.301.000 1.0010B B z z z μμ⎛⎫=≥ ⎪⎝⎭3. 风载体型系数计算① 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积29 1.50.5(4.06 3.26) 1.58.01A m =⨯-⨯+⨯=杆件投影面积221.4(63(90003589)70(43281680)1001503240(5011002175614981051600)45(11861499)5621862)25982382.598n A mm m =⨯⨯++⨯++⨯⨯+⨯++++++⨯++⨯⨯==挡风系数/ 2.598/8.010.324n A A φ===单榀桁架的体型系数0.324 1.30.422st μφμ==⨯=/1b h =查表得0.622η=(1)0.422(10.622)0.684stw st μμη=+=⨯+=② 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(2.04 1.68)3 5.58A m =⨯+⨯=杆件投影面积221.4(63((23202460)22040)10030052)1864520 1.865n A mm m =⨯⨯+⨯++⨯⨯==挡风系数/ 1.865/5.580.334n A A φ===单榀桁架的体型系数0.334 1.30.434st μφμ==⨯=/0.51b h =<查表得0.606η=(1)0.434(10.606)0.697stw st μμη=+=⨯+=③ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(2.04 2.424) 3.27.142A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(70((26052878)22424)10032062) 2.210n A m =⨯⨯+⨯++⨯⨯=挡风系数/ 2.210/7.1420.309n A A φ===单榀桁架的体型系数0.309 1.30.402st μφμ==⨯=/1b h <查表得0.646η=(1)0.402(10.646)0.662stw st μμη=+=⨯+=④ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(11.6 2.424) 1.812.622A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(40((6011202)2196417601454)451700703105290(40804558)100(53034880)110264014018032) 4.835n A m=⨯⨯+⨯++++⨯+⨯⨯+⨯++⨯++⨯+⨯⨯=挡风系数/ 4.835/12.6220.383n A A φ===单榀桁架的体型系数0.383 1.30.498st μφμ==⨯=/ 1.35b h =查表得0.562η=(1)0.498(10.562)0.778stw st μμη=+=⨯+=⑤ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(2.64 3.0)38.46A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(75300080340621001838214030052)2.771n A m =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=挡风系数/ 2.771/8.460.328n A A φ===单榀桁架的体型系数0.328 1.30.426st μφμ==⨯=/1b h =查表得0.615η=(1)0.426(10.615)0.688stw st μμη=+=⨯+=⑥ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(4.064 3.0) 3.813.422A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(7543922802275216038372) 3.151n A m =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=挡风系数/ 3.151/13.4220.235n A A φ===单榀桁架的体型系数0.235 1.30.305st μφμ==⨯=/1b h <查表得0.784η=(1)0.305(10.784)0.544stw st μμη=+=⨯+=⑦ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(4.064 6.08)7.236.518A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(75(327759065198)256608018072702)7.161n A m =⨯⨯++⨯+⨯+⨯⨯=挡风系数/7.161/36.5180.196n A A φ===单榀桁架的体型系数0.196 1.30.255st μφμ==⨯=/1b h <查表得0.856η=(1)0.255(10.856)0.473stw st μμη=+=⨯+=⑧ 塔段:桁架由角钢组成, 1.3s μ=轮廓面积20.5(6.088.04)749.42A m =⨯+⨯=杆件投影面积21.4(4076045015202561824263210827536482180(80727068)2)9.438n A m =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯=挡风系数/9.438/49.420.191n A A φ===单榀桁架的体型系数0.191 1.30.248st μφμ==⨯=/1b h <查表得0.864η=(1)0.248(10.864)0.462stw st μμη=+=⨯+=4. 风振系数计算1) 脉动风荷载的共振分量因子计算塔高H=30.5m ,b=1.5m ,B=8.04m ,w k =1.0,1ς=0.0110.0390.3851()T s=== 111/ 2.5966f T Hz==13077.899f x ===1.6941R ==2) 脉动风荷载的背景分量因子计算B 类地貌,H=30.5m ,k=0.91,10.218α=,1x ρ=0.8417z ρ==① 塔段:29.75Z m =, 1.387z μ=,22341464()0.96723z H z H z z H ϕ-+==11 1.125()x za z z H B k z ρρμ==② 塔段:27.5Z m =, 1.355z μ=,22341464()0.86893z H z H z z Hϕ-+== 11()1.035()x za z z H z B k z ρρφμ==③ 塔段:24.4Z m =, 1.307z μ=,22341464()0.73393z H z H z z Hϕ-+== 11()0.9061()x za z z H z B k z ρρφμ==④ 塔段:21.9Z m =, 1.265z μ=,22341464()0.62623z H z H z z H ϕ-+==11()0.7986()x za z z H z B k z ρρφμ==⑤ 塔段:19.5Z m =, 1.222z μ=,22341464()0.52483z H z H z z H ϕ-+==11()0.6930()x z a z z Hz B k z ρρφμ==⑥ 塔段:16.1Z m =, 1.154z μ=,22341464()0.38713z H z H z z H ϕ-+==11()0.5414()x z a z z Hz B k z ρρφμ==⑦ 塔段:10.6Z m =, 1.018z μ=,22341464()0.19053z H z H z z H ϕ-+==11()0.3020()x z a z z Hz B k z ρρφμ==⑧ 塔段: 3.5Z m =, 1.00z μ=,22341464()0.02443z H z H z z H ϕ-+==110.0393()x za z z H B k z ρρμ==3) 风振系数计算2.5g =,100.14I =①塔段:1012 2.5495z gI B β=+②塔段:1012 2.4252z gI B β=+③塔段:1012 2.2478z gI B β=+④塔段:1012 2.0997z gI B β=+⑤塔段:1012 1.9543z gI B β=+=⑥塔段:1012 1.7455z gI B β=+=⑦塔段:1012 1.4159z gI B β=+=⑧塔段:1012 1.0542z gI B β=+=5. 各塔段风荷载标准值计算①塔段:k 0 6.28s z z i w w A kN μμβ== ②塔段:k 0 4.27s z z i w w A kN μμβ== ③塔段:k 0 4.30s z z i w w A kN μμβ== ④塔段:k 09.99s z z i w w A kN μμβ== ⑤塔段:k 0 4.55s z z i w w A kN μμβ== ⑥塔段:k 0 3.45s z z i w w A kN μμβ== ⑦塔段:k 0 4.88s z z i w w A kN μμβ== ⑧塔段:k 0 4.60s z z i w w A kN μμβ== 6. 塔架基底弯矩计算840.2k M w z kN m==⋅∑。

塔架风载荷的近似计算

塔架风载荷的近似计算

塔鬻风载荷的近似计算郭庆军韩花丽(中船重工(重庆)海装风电设备有限公司重庆400021)摘要阐述稳定风和阵风时塔架栽荷的影响.在对塔架风载荷计算方面则结合公司的资源,对比GHBladed的仿真结果,并参考中国建筑规范.总结出一套行之有效的塔架风载荷计算方法。

关键词塔架风力发电机组风载荷中图分类号:TK83文献标识码:A文章编号:1672—9064(2009)04—0005-03在已经给定了塔架高度的情况下.塔架顶部和塔架底部载荷在风力发电机机组塔架设计中至关重要。

塔架顶部的载荷主要来自于叶轮的空气动力、离心力、机舱和叶轮的重力等因素:塔架底部的载荷主要来自于塔架顶部载荷以及塔架的风载荷.在已知塔架顶部载荷的情况下通过载荷坐标系转化可以求得塔架顶部载荷对塔架底部载荷的影响.那么如果能够求得塔架的风载荷.将2部分的载荷叠加即可求得塔基的载荷.目前风电行业对风机运行风况的的定义主要依据是欧洲标准IEC61400—1.此标准中将风的种类定义为稳定风、阵风、湍流风3大类,本文主要阐述了稳定风和阵风对塔架载荷的影响。

Bladed软件是风电行业公认的风力发电机整机设计及载荷分析的权威软件.其中包括塔架载荷计算的功能.本文以海装风电设备有限公司某种型号的塔架风载荷计算为例.用本文所介绍的塔架风载荷计算方法所计算的结果同Bladed软件计算的结果相比较以验证塔架风载荷计算方法的正确性.1塔架的结构塔架的结构有张线支撑式和悬臂梁2种基本形式。

塔架所用的材料可以是木杆、铁管或其他圆柱结构.也可以是钢材做成的珩架结构.大型风力机的塔架基本上是锥形圆柱钢塔架。

锥形圆柱钢塔架的特点是塔架的直径随高度的变化而表l稳定风风况下塔架风载荷计算结果变化.因此需要对塔架不同高度的圆柱截面直径进行定义。

海装风电设备有限公司某型号的塔架部分参数在Bladed软件中定义.如表l。

2稳态风、阵风模型在同一地点.垂直于地面方向的不同高度处风速的大小不同.多数情况下风速随着高度的增大而增大。

【输电杆塔设计培训】02第二章 杆塔荷载计算

【输电杆塔设计培训】02第二章 杆塔荷载计算

第二节 杆塔标准荷载计算方法 一、自重荷载(自重引起的荷载为垂直荷载) 1.导线、避雷线的自重荷载 无冰时
覆冰时
G n1ALV
式中 n 每相导线子导线的根数;
导线、地线垂直档距,m;
γ1 导线、G地线 无n冰2 A垂L直V 比载, N/m.mm2;
γ2 -导线、地线覆冰垂直比载,N/m.mm2;
取0.04m2; W0 -其本风压, kN/m2
B—覆冰时风荷载增大系数,5mm冰区取 1.1,10mm冰区取1.2;
例 4 绝缘子串采用7片x-4.5,串数n1=1,每串
的片数n2=7,单裙一片绝缘子挡风面积AJ=0.03m2, 绝缘串高度约10m,正常情况Ⅰ的风速为25m/s, 覆冰厚度为5mm,地面粗糙度为B类,计算作用在绝 缘子串上的风压。 解:绝缘串高度约10m,查表得风压高度变化
A 导线、地线截面面积 mm2。
LV
2.绝缘子串、金具的垂直荷载
缘子无及冰各时组为合绝绝缘缘子子串串、的金金具具自重重量表。,G可J 查绝
覆冰时
G'j KGJ
式中 K 覆冰系数 ,设计冰厚5mm时, K=1.075
设计冰厚10mm时,K=1.150
设计冰厚15mm时角杆塔、耐张型杆塔: 导线、地线张力引起的荷载是角度荷载和不平 衡张力。
1.角度荷载:(为横向水平荷载) 所有张力在横担方向的失量和,如图2 。
PJ=T1sinα1+T2sinα2 式中 T1、T2 杆塔前后导、地线张力 N;
α1、α2 导、地线与杆塔横担垂线间的夹 角(0)。
当α1=α2=α/2时,(α为线路转角) 则 PJ=(T1+T2)sinα/2
α
1.0
20~29 30 ~34 >35

输电线路风荷载的全方位计算

输电线路风荷载的全方位计算

输电线路风荷载的全方位计算摘要:在高压架空送电线路设计中,最不利风向时的风荷载常决定着杆塔内力大小或基础作用力的大小。

本文将通过几个工程实例详细说明在高压架空送电线路设计中,如何确定几种特殊情况下最不利风向时的风荷载计算,以确保高压架空送电线路的安全运行。

关键词:全方位;基础作用力;运行情况;不平衡张力;风荷载Abstract: In the project design of overhead transmission lines, the most unfavorable wind direction, wind load often determines the internal force of tower or base force size. This article will through several engineering examples in detail in the overhead transmission line design, how to determine some special situations the most unfavorable wind direction wind load calculation, to ensure the high voltage overhead power transmission line safe operation.Key words: all-around; base forces; operation; unbalanced tension; wind load1 引言在高压架空送电线路设计中,杆塔荷载的计算应执行《110~750kV架空输电线路设计规范》(以下简称《规程》)中第10条“杆塔荷载及材料”。

其中正常运行情况下,应计算的荷载组合是:1 基本风速、无冰、未断线;2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线3 最低气温、无冰、无风、未断线(适用于终端和转角杆塔)本文主要针对上述第一种情况,在正常运行大风情况下计算铁塔内力或基础作用力时可能出现的漏洞。

输电塔体型系数与角度风荷载系数对比研究

输电塔体型系数与角度风荷载系数对比研究
当风向与塔身成夹角时,各国规范中塔身 风荷载在两垂直方向的荷载分量的计算方法有 一定的差异,中国规范、欧洲规范和 IEC 规范 的计算方法相同,美国规范按夹角在两垂直方 向分别计算风荷载,日本规范按角钢和钢管分 别给出了两垂直方向风荷载系数。文献 [17] 采 用风洞试验方法对钢管塔角度风荷载系数进行 了研究,并给出了角度风荷载系数的拟合公式。
体型系数乘 0.6,其中 μz 为风压高度系数、W0 为基准风压、d 为构件直径、Re 为雷诺数 ;当 构件 μzW0d ² ≤ 0.003,即 Re ≤ 1.5×105 时,钢 管塔体型系数 μs 按角钢塔体型系数乘 0.8 ;当 0.003 < μzW0d ² < 0.021 时,钢管塔体型系数 μs 可按中间插值计算。
,(&㾘㣗 2.8
2.4
2.0
1.6
0.0
0.1
0.2
0.3Leabharlann 0.40.5ᣵ亢㋏᭄
图1 垂直风向的角钢塔体型系数
文献 [13] 对一角钢输电塔进行了风洞试验 研究,挡风系数为 0.15 时,垂直风向的体型系 数试验平均值为 3.31,中国规范为 2.50,美国 规范为 3.32,欧洲规范为 3.16,日本规范为 3.13,
0.67 0.67φ+0.47
1.00
欧 洲 规 范 中, 角 钢 塔 体 型 系 数 Cf 为 1.76C1(1-C2φ+φ²),钢管塔体型系数 Cf 为 C1(1C2φ)+(C1+0.875)φ²( 构 件 在 亚 临 界 Re 以 下 ) 和 1.9-[(1-φ)(2.8-1.14C1+φ)]0.5( 构 件 均 超 过 临 界 Re),其中,C1=2.25 和 C2=1.5。

输电塔结构风荷载简化计算研究

输电塔结构风荷载简化计算研究

输电塔结构风荷载简化计算研究摘要:输电塔是一种高耸结构,属于无限自由度体系。

在工程实际应用时,其有限元模型节点很多,会造成计算风振荷载的困难。

鉴于此,本文将输电塔无限自由度体系简化为多自由度体系,按照风振荷载理论的计算方法,对输电塔多自由度体系进行风振响应计算,从而验证了此方法简化的实用性。

关键词:输电塔结构;动力特性;风荷载;风振响应风荷载是结构的重要设计荷载,特别对于高耸结构(例如输电塔、电视塔、烟囱、石油化工塔等)、高层建筑结构和大跨度桥梁等,有时甚至起着决定性作用。

对输电塔结构进行风振响应分析,则首先要了解其动力特性。

输电塔的基本动力特性主要包括结构体系的自振频率以及各阶振型等;而上述基本动力特性也与诸多因素有关,比如结构体系的构成形式、结构体系的刚度等。

由于输电塔结构的高柔特性,且以风荷载为主,因此其水平振动振动动力特性具有决定作用。

本文主要先从理论上介绍塔体的自由振动方程及求解,然后以新疆百米风区输电塔为例,分析计算单塔结构的频率和振型,根据前几阶重要的动力特性,将塔体多自由度体系简化为多自由度体系,按照风振荷载计算理论,得到塔体重要的部位的响应和内力,以期能够得到对实际工程应用有益的结论。

对高层、高耸结构均可化为连续化杆件结构来处理,属于无限自由度体系。

当然也可将质量集中在楼层处看成多自由度结构体系。

由结构动力学知道,无限自由度体系与多自由度体系的动力特性是相同的,一种体系的公式可推广到另一种体系。

一、输电塔动力特性简化模型对于动力特性计算,只要把质量和刚度以及边界条件模拟正确就可以,和静力计算是不同的范畴。

像输电塔这样的高耸结构,在计算其动力响应时,只考虑一阶顺风向振动、一阶横风向振动、一阶扭转振动就可以满足工程需求。

输电塔的自由振动,其自振周期和振型通常都是按多自由度体系进行计算。

对于钢塔架,可将每一层塔柱、横杆、斜杆相应质量集中在一起,作为一个集中质点,简化成多自由度体系。

自立式格构塔架属于典型的空间杆件系统,由于主要研究塔线体系的水平向风振响应,且输电塔自重较轻,—效应并不明显,数值计算时可以不考虑塔架的几何非线性,而将输电塔视为线性结构进行计算。

输电塔风荷载计算

输电塔风荷载计算

输电塔架风荷载计算1.输电塔基本信息本输电塔架的塔身为干字型方形塔架,总高53.5m,地处B类地区,离地10m 高处的风速为33m/s,整个塔身沿高度方向分为11个风荷载计算段。

图1塔身立面图1 / 62.风荷载计算2.1投影面积的计算不考虑塔身迎风面的倾斜度,将塔身分段投影到迎风面计算净面积,根据所给角钢以及圆钢管的尺寸,计算投影面积,并计算出塔身轮廓所围的面积,以便计算每一段的挡风系数。

2.2基本风压基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地 10m 高统计所得的50年一遇 10min 平均最大风速为标准,近似计算如下:v 02332w 0===0.68kN /m 2160016002.3体形系数的计算塔架体型系数μs 如下计算⎧1.3(1+η)⎪μs=⎨0.8(1+η)⎪1.1(1+η)⎩角钢钢管角钢、钢管混合η——背风面风荷载降低系数。

故各塔架段的体形系数按上式计算可得表1表1体型系数的计算段号净投影面积A n12345678910111.4222.0962.0542.8592.1331.9652.1412.7124.7743.6634.668轮廓面积A 7.1646.5409.07010.61310.9128.18612.19519.96447.81741.34467.575挡风系数φ0.1980.3200.2260.2690.1950.2400.1760.1360.0990.0890.069b/hη系数0.850.850.800.920.850.970.910.95111体型系数μs2.4052.4052.342.4962.4052.5612.4832.5352.6002.6002.6000.578.000.308.270.418.000.520.620.591.121.042.4顺风向风振系数由于塔形为干字型,而且高度小于75m,故干字型塔架一阶自振周期:T 1=0.039H 53.5=0.039⨯=0.657s b +B 1.3+8.8故塔架的第一阶自振频率f 1为:f 1=塔架一阶振型系数如下计算:1=1.52Hz T16z 2H 2-4z 3H +z 4φ1(z )=3H 4对于一般竖向悬臂型结构,例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构,均可仅考虑结构第一振型的影响。

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塔 设 ‘ 规 范1 4 — 5 1 ( 以下简称 “ 电力规范 ” ) 对 六 边 形
塔 体 型 系数 取 值 未作 明确 规 定 ,小便 丁风 荷 载 的 设计 汁算 J 六 l 此 .准确 确 定 其 体 型 系 数 , 并提 f l { 之卡 兀 应 的 风荷 载 计 算 方 法 .具 有 较 强 的 ] 程 实
的 仃 效 途 径 输 电塔 体 型 系数 洞 试验 较 多针 对 四边 形塔 开 展 义献 I 6 — 7 I 的 研 究 表 明 , 巾 规范
r f l 的体型系数取f f f 偏 小 . 试验 f f { 与 外 规 范 取 他 接 近 埘 六 边 形 塔 体 J 系 数 已仃 一 研 究 . 史献
中图分类号 : F M7 5 3 文 献标 志 码 :A DOl :l 0 . I 】 9 3 0 / i . i s s n . 1 0 0 4 — 9 6 4 9 . 2 01 7 . 0 3 . 1 0 7 . 0 6
0 引言
正 多 边 肜 桁 架 塔 在 输 电 铁 塔 、电视 塔 、信 发 射塔 等结 构 上 广 泛 应 用 输 电 铁 塔 主要 为 四边
伺 f 究 为此 . 对 2种 不 同 填 充 牢 六 边 彤 角 钢 塔 架 进 行 r刚 体 测 力 J x 【 洞 试 验 .研 究 r 0 o l 2 0 。 风 向角 范 内塔 怵 系 数 随 风 向 『 f j 的变 化规律 .分析 J 六 边 形塔 j 四 边 形 塔 体 系 数 差 异 对 塔 身 风 荷 载 计 算 的 影 响 。
边 数 的增 加 .六边 形塔 主 材 规 格 会 下 降 。 蜒 石 j l ; 作
刚 力也 会减 小 主材 规 格 的下 降 .给 主材 的制 造 、
f 9 对I 乜视 塔 、输 电 塔 、通 信塔 体 J 系 数 的综 合
研 究 表 明 .J x l 洞 试验 结 果 比中 建筑 规 范 和 瞅 洲 规 范 的结 果 大 .和 荚 同 简 载 规 范 得 到 的 结 较
角 的 变 化 规 律 I ( I 后 按 照 仟塔 没 汁 规 范 的 卡 订 父 规
重 要 题l I I 《 建 筑结 构 荷 载 规 范》 0 ( 以下 简 称 “ 建
筑规范” ) 币 1 J 《 塔 式 结 构》 叶 I 均 明确 规 定 .六 边形 塔
体 型 系数 参 号正 四边 形 塔 取 儆 巾 罔 电 力行 业 朴
为 进 一 步 明确 六 边 形塔 典 型结 构 体 系 数 j
规 范 取 仇 之 的 篪异 .设 汁 制 作 了 仃 辅 I f J J 材 和 尤 辅 助 材 刚 体 测 力 节段 模 型 .在 均 匀 流 场 中进 行 了 风 洲 试验 .洲 定 J 六边形 『 f j 钢塔 的 体 轴 .分 析 了0 。 ~ l 2 0  ̄ 风 向 范 m 内塔 架 体 型 系 数 随 风 向
I 8 1 通 过 洞 试 验 研 究 表 叫 ,六边 形塔 , 系数 存


形 塔 ,电 视塔 、信 号 发 射 塔 则 是 、
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、六 、八
四 边形 塔 卡 【 I 比 . 随 肴断
6 0  ̄ 风向『 f j 范 内 体 现 J 良好 的 阍 J i J J 性 义献
接 近
运输 币 I 】 施_ I 带 来 了 较 大 便 利 基 石 : I } 作川 t力减 小 , 在 承载 力较 差 的地 摹 中 会 降 低 基 石 } I { 总 造 价 六 边 形 塔 与 四边 形塔 气 动 外 形 不 . 如何 确 定 体
系数 . 是 六边 形 塔 抗 风 没 汁能 否 满 足 安 全 要求 的
( 1 . 中国 电 力科 学 研 究 院 , 北 京 1 O 0 1 9 2 ; 2 .中国 科学 电 工 研 究 所 。 北 京 1 O 0 I 9 0 )

要 :六 边 形 塔 结 卡 勾型式 较 少 应 用 f输 电塔 . 其 体 型 系数 仍 按 照 四 边 彤 塔 体 型 系 数 进 行 取 值 是 否 合 理 有 待
第5 0卷 第 3期 1 ECTI { I C P ( ) W Fl {
VoI .5 0。No. 3 M8r . 20 1 7
六 边 形 输 电塔 休 型 系 数 与 风 荷 载计 算
张宏杰- , 李正 ・ , 杨风利 一 , 韩 军科一 , 宫博:
践意义 、
定 , 汁 算 了六 边 彤 塔 横 、顺 线 向 体 型 系 数 , 和 对 比 了实 测 体 型 系 数 ‘ j 规 范 体 系 数 取 值 的 差 .以 及 对 应 的 实测 体轴 力 I 一 l 计 算 风 倚 载 的 蓐
异 最 终 在 对 比分 析 的基 础 』 二.给 f 了 六边 彤 塔 体 型系 数及 风 荷裁 计 算 的相 关 建议
研究 表【 J l 】 .风 轴 下 六边 肜 塔 怵 型 系 数 以 6 0  ̄ 为 一 个 周 期 .体 制 系数 最 大 值 } ¨ 观在 l 0 o 和 4 5  ̄ 风 向 角 下 在 准 确 洲 定 六 边 形塔 体 系 数 的 前 提 下 .传 统 的 叫 边 形 塔 身 』 x 【 衙 载 计 方 法 仍 然 适 用 于六 边 形塔 身 风 荷 载 汁 算 . . 但 0 。 ~ l 5 。 风 们 嗣 .按 照 规 范 挺 供 的 体 系 数计 六 边 形 塔 身风 衙 载 偏 于危 险 , 关 键 词 :输 ! l Zf 『 塔 ; 风 衙 哉 :休 J 系 数 ;风 f l I j J 试验 ;六边形j _ } }
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