输电杆塔的结构设计分析
浅谈输电线路钢管杆的设计
挑战
环境友好型设计需要解决材料选择、结构设计、生产 工艺等问题，同时需要进行全面的环境影响评估和环 保措施的实施，以确保设计符合环保要求。
07
结论与展望
结论
钢管杆结构在输电线路中具有重要应用价值， 其设计需要充分考虑结构强度、稳定性、材料 选择等因素，以确保其安全性和可靠性。
在设计过程中，应注重优化钢管杆的结构形式 和尺寸，以适应不同的输电线路要求和地理环 境条件。
件》等。
在设计过程中，需要对钢管杆的机械负 荷、电气负荷、环境因素等进行全面考 虑，以确保其能够满足输电线路的运行
要求。
02
输电线路钢管杆的种 类和结构
按照使用材料分类
碳素钢杆
采用碳素结构钢制造，是一种常见的输电线路杆塔。
不锈钢杆
采用不锈钢材料制造，适用于腐蚀环境或特殊要求的情况。
按照结构形式分类
挑战
智能化设计制造需要解决智能化设计软件的 开发、生产工艺的优化、生产设备的更新等 问题，同时需要加强技术人员的培训和管理
，提高技术水平和操作技能。
环境友好型设计
发展趋势
随着人们对环境保护的重视程度不断提高，输电线路 钢管杆的设计也需要考虑环境因素。环境友好型设计 能够减少对环境的破坏和污染，同时能够降低能耗和 资源消耗，实现可持续发展。
安全性和稳定性。
在建筑物密集的地区，钢管杆的 高耸结构可以减少对建筑物的干
扰，同时方便维修和更换。
钢管杆的设计原则和标准
钢管杆的设计原则应满足输电线路的安 全性、稳定性和经济性要求。
钢管杆的设计标准应符合国家相关电力 行业标准和规范，包括《
110kV~765kV架空输电线路设计规范 》、《架空输电线路钢管杆制造技术条
输电杆塔及基础设计
输电杆塔及基础设计随着电气设备的普及和城市化进程的加速，越来越多的电力输电线路需要建设。
因此，输电杆塔的设计成为了一项十分重要的工程项目，它关系到整个电力工程的安全可靠性。
本文将从输电杆塔及基础设计的角度出发，详细介绍输电杆塔的设计过程、设计要点和设计流程。
一、设计过程设计输电杆塔的过程是一个复杂的系统工程，需要结合选址、材料、制造、运输、安装等多方面因素，完成电力工程的目标。
其主要分为以下几个阶段：1、需求分析需求分析是设计输电杆塔的第一步。
在需求分析的过程中，需要将客户的需求和电力工程的技术要求进行整合分析，并确定产生设计的根本基础。
这一步非常重要，因为整个设计的方向和目标都将从这里开始确定。
2、设计方案制定依据需求分析所得的结果，确定输电杆塔的功能、特点、结构，设计出合理的方案，并进行若干方案比较，确定最佳的设计方案。
3、材料选用由于输电杆塔需要承受较大的风、雨、火等外力，所以材料的选择必须充分考虑材料的强度、抗腐蚀性等因素。
常用的材料有钢、混凝土等。
4、制造与加工制造与加工是设计过程中的一个非常重要的环节。
这个环节的主要目的是根据设计方案制造出质量稳定、可靠耐用的输电杆塔。
5、运输输电杆塔通常是由运输车辆运送到工程现场。
因此，运输过程必须充分考虑安全和稳定性，保证输电杆塔到达现场时不会损坏或变形。
6、安装输电杆塔的安装是一个非常关键的步骤，需要注意保证安全、稳定和可靠性。
需要按照设计方案固定杆塔，将配件正确安装在杆塔上，并对输电线路进行必要的检测和测试。
二、设计要点设计输电杆塔时，需要充分考虑以下要点，以确保输电杆塔在使用过程中能够正常工作。
1、结构设计输电杆塔需要在承受外部力的情况下，保持结构的稳定性和安全性。
因此，在设计中需要合理设置杆塔的支撑点和配重点，并根据输电线路的需求，设计合理的杆塔结构。
2、设计荷载输电杆塔需要承受如风、雨、火等自然因素的力量，因此在设计中，需要考虑实际情况下的荷载。
输电线路杆塔结构设计(第二章)
1 间隙圆图
塔度（瓶口）的影响，在 子导线的下导线处增加垂直下偏量和水平偏移量，然后在此基础上 绘制间隙圆。各塔型的垂直下偏量和水平偏移量应根据各塔型的具 体规划条件经计算合理确定。
裕度选取
220-500kV铁塔在外形布置时，结构裕度对应于角钢准线选取，塔 身部位300mm，其余部位200mm；110kV铁塔结构裕度取150mm。 110kV钢管杆在外形布置时，结构裕度对应于钢管杆构件外缘选取， 为150mm。钢管杆结构裕度对塔身取500mm、对横担取300mm。
2 风偏角计算
悬垂绝缘子串摇摆角计算
2）导线风荷载（P）可按规范10.1.18 条（10.1.18-1）和（10.1.18-2） 式计算。 3）杆塔水平档距（LH）的选取；规划塔头间隙圆图时，可根据地形及 拟规划杆塔的档距使用范围，确定相应的水平档距。应该说明，杆塔荷 载规划使用的水平档距，应采用拟规划杆塔水平档距使用范围的上限， 而塔头规划使用的水平档距，则应使其所规划的塔头尺寸能满足该型塔 的水平距适用范围。在a、T等参数一定时，往往选用拟规划杆塔水平档 距使用范围的下限（或接近下限的某一水平档距），否则摇摆角偏小。 因此，杆塔荷载规划用的水平档距与塔头规划用的水平档距往往是不一 致的。
小于15°。
Ⅳ、Ⅴ级落雷密度区域的保护 角相应减少5°。
我国福建和浙江等地区均处于III 级以上落雷密度区域，标准化设计 地线均按双地线设计，220kV的双 回路地线按对导线-5°、跳线0°保 护角设计。福建省单回路也采用负 保护角设计。
4 导地线联塔金具
直线塔导线悬垂串采用I串时，分别按照单挂点和双挂点进行 设计，制图时分别绘制两套挂点详图。采用V串时，采用单挂点 或双挂点。
式中 T +40 —— +40℃时导线张力，N； T ——雷电、操作或工频条件下的导线张力，N； W1、a符号的含义同式（2-1）。
浅谈输电线路杆塔结构设计
浅谈输电线路杆塔结构设计输电线路杆塔结构设计是电力工程中非常重要的一环，它承载着输电线路的重要负荷，直接关系到输电线路的安全稳定运行。
本文将从杆塔结构设计的需求、设计原则、设计方法等方面进行浅谈。
杆塔结构设计的需求。
输电线路杆塔结构设计需满足以下几个方面的需求：1. 承载能力：杆塔需能承受输电线路的重要荷载，如导线重量、风荷载、冰载等。
2. 稳定性：杆塔需具有足够的抗倾覆和抗滑动能力，以保证输电线路的稳定运行。
3. 经济性：杆塔需在满足承载能力和稳定性的前提下，尽可能减少材料和成本。
4. 施工性：杆塔需便于施工安装。
杆塔结构设计的原则。
1. 合理性原则：杆塔结构设计要符合力学原理，合理布置结构材料，确保承载能力和稳定性。
2. 安全性原则：杆塔结构设计要满足国家相关技术标准和规范，确保输电线路的安全运行。
3. 经济性原则：杆塔结构设计要在满足安全稳定的前提下，尽可能减少材料和成本。
4. 实用性原则：杆塔结构设计要考虑施工、运输、维护等因素，便于实际应用。
杆塔结构设计的方法。
1. 经验法：根据已有的经验和技术积累，确定杆塔结构类型和参数。
2. 仿真模拟法：利用计算机软件对杆塔结构进行力学分析和应力分析，评估其承载能力和稳定性。
3. 优化设计法：通过对不同结构方案进行比较和优化，选取最佳结构方案。
4. 正态分布法：根据输电线路的荷载特性和设计要求，采用正态分布法对杆塔结构进行设计。
输电线路杆塔结构设计是一个复杂而重要的任务，需要考虑承载能力、稳定性、经济性和施工性等多个方面的需求，遵循合理性、安全性、经济性和实用性的设计原则，采用经验法、仿真模拟法、优化设计法和正态分布法等设计方法，以确保输电线路的安全稳定运行。
输电线路杆塔结构设计技术研究
输电线路杆塔结构设计技术研究发布时间：2021-01-06T14:46:23.430Z 来源：《中国电业》2020年8月22期作者：甄天保[导读] 杆塔设计是高压输变电线路设计的关键环节，设计人员要重视杆塔结构设计，保证设计具有较强的科学性，最大限度地提升高压电力建设工作效率，有效提高施工整体品质。
甄天保国网山东省电力公司东明县供电公司山东东明 274500摘要：杆塔设计是高压输变电线路设计的关键环节，设计人员要重视杆塔结构设计，保证设计具有较强的科学性，最大限度地提升高压电力建设工作效率，有效提高施工整体品质。
关键词：输电线路；杆塔结构；设计技术1输电线路杆塔结构设计概述目前，杆塔主要用于架设输电线路，依照结构材料差异有木杆塔、钢杆塔、铝合金杆塔和钢筋混凝土杆塔几种类型；依照结构形式划分，有自立塔和拉线塔两种类型；依照使用功能划分有成立塔、大跨越高塔、直线塔和换位塔之分。
设计人员需要根据高压输电线的实际架设需求合理选定杆塔类型。
同时，在这一环节还应该对杆塔的塔头结构进行科学选择。
比如，在平缓地带使用羊字型塔头的杆塔，在地形地质条件较为复杂地区使用干字型塔头的杆塔等。
开展杆塔选型工作时，相关工作人员需要从实际出发，基于全面的施工勘查与成本计算选定性价比最高的杆塔型号。
在杆塔基础工程设计环节，相关工作人员需要以下两方面加以重视：一方面，是浇筑与基础开挖。
在此环节，设计人员必须对施工区域的地质地形条件进行实地勘察，而后选定适宜的开挖方式，为保证结构稳定性奠定基础。
而且，在浇筑杆塔基础时，可选择钢筋混凝土结构，并以砂石为浇筑原材料。
另一方面，是排水与回填[1]。
杆塔基础设计中，排水与回填工作至关重要。
为了保证基坑内不积水，坑壁不下滑崩塌，就必须做好排水和回填工作。
此时，应合理开挖排水槽，并从夯实土层的角度出发开展回填密度计算和回填土方数量计算，以确保回填工作具备有效性。
2输电线路杆塔结构设计技术2.1规划动态的杆塔设计杆塔的优化设计主旨在于将杆塔优化的更加轻便，外观更加美丽，操作简便且易运输。
输电线路杆塔结构优化设计分析
输电线路杆塔结构优化设计分析摘要：杆塔结构是输电线路不可分割的一部分，对输电线路的稳定运行起着重要作用。
在杆塔结构的应用中，输电线路需要与地面保持安全距离，因此有必要确保杆塔结构设计的合理性。
数据表明，杆塔结构的重量是输电线路投资效率的一个决定因素，因为它约占输电线路建设投资的35%。
当前中国逐步加大输电线路建设力度，输电线路杆塔结构优化设计是关键因素。
关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计；引言对于整个输电线路来说,杆塔结构是其非常重要的组成部分,是保证输电线路可靠稳定运行的基础,在杆塔结构的可靠保障下,可以保证输电线路与地面的安全距离。
鉴于杆塔在输电线路中的重要作用,正确设计其结构尤为重要。
据有关统计,在输电线路建设投资中,杆塔结构的投资比例约为35%,说明杆塔结构设计和施工的合理性将对输电线路的投资效率产生重要影响。
随着我国输电线路建设的不断深入,对杆塔结构进行科学设计,提高其可靠性和安全性显得尤为必要。
1施工杆杆塔设对于输电线路的施工质量控制意义电力系统项目建设的过程中，架空输电线路施工的环境复杂，输电线路施工质量对整个电力系统质量都产生了直接影响。
输电线路一般都是露天施工作业，因此会受到环境因素影响。
此外，若施工方案设计缺乏科学性、施工技术不到位、施工交底工作不详细等问题，也会直接影响架空输电线路施工质量，所以必须要严格把控输电线路施工各个环节质量，从而强化整个电力系统工程建设质量。
此外，做好输电线路施工还可以确保整个电力系统建设的经济效益。
若架空输电线路施工质量较差，很容易造成返工问题，这样则会格外耗费大量的人力、物力、财力资源，直接增加了输电线路项目建设成本。
另外，若输电线路项目建设质量较差，还会耗费大量的资源进行后期维修，也会直接影响整个电力工程的经济效益。
高效的输电线路质量管理工作，还可以降低安全故事发生，确保电力工程建设的经济效益、社会效益，确保电力企业社会声誉更高。
所以，在电力工程建设的过程中，必须要注重输电线路项目建设质量，细致化对每个施工环节进行控制，确保电力工程整体施工质量。
输电线路杆塔结构设计与安全分析
输电线路杆塔结构设计与安全分析1. 引言输电线路是将电能从发电厂输送到用户的重要途径，其中杆塔是支撑输电线路的重要组成部分。
杆塔的结构设计和安全分析对于确保输电线路的可靠运行至关重要。
本文将探讨输电线路杆塔结构设计与安全分析的相关问题。
2. 输电线路杆塔结构设计2.1 杆塔的类型和功能杆塔的类型根据输电线路的特点和需求决定，主要有悬垂塔、耐张塔和角钢塔等。
不同类型的杆塔承受不同的应力和荷载，因此其结构设计需要根据实际情况合理选择。
悬垂塔用于支撑输电线路的过渡杆塔，主要作用是承受电线重量和保持电线在合适的高度。
耐张塔用于承受输电线路的张力，主要作用是保持电线的水平张力，并通过绝缘子串将电线与杆塔绝缘。
角钢塔用于支撑输电线路在角点和转角处，主要作用是承受电线的拉力和侧荷。
2.2 杆塔的结构设计要考虑的因素杆塔的结构设计要考虑多个因素，包括荷载、持久性、地基条件、风荷载、地震荷载和冰荷载等。
在设计过程中，需要通过强度计算、稳定计算和刚度计算等方法，确保杆塔能够承受各种荷载条件下的力学和结构要求。
3. 输电线路杆塔安全分析3.1 强度安全系数强度安全系数是评估杆塔结构安全性的重要指标。
强度安全系数是指杆塔承受外力作用下的最大应力与杆塔材料的屈服强度之比。
通常情况下，强度安全系数应满足设计规范的要求，以确保杆塔在设计寿命内不发生延性破坏。
3.2 稳定性分析稳定性分析是评估杆塔结构在外力作用下抵抗倾覆、屈曲和滑移等破坏形态的能力。
稳定性分析主要包括几何稳定性分析和结构稳定性分析。
几何稳定性分析主要考虑杆塔倾覆和滑移的问题，通过计算抵抗倾覆和滑移的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。
结构稳定性分析主要考虑杆塔抵抗屈曲现象的能力，通过计算抵抗屈曲的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。
3.3 风荷载分析输电线路杆塔在风力作用下会受到风荷载的影响，因此风荷载分析是杆塔结构安全分析的重要内容。
风荷载分析需要考虑杆塔的几何形状、表面粗糙度、地理位置以及风力特性等因素。
电力工程建设输电塔的结构设计与施工技术
电力工程建设输电塔的结构设计与施工技术电力工程建设中，输电塔是连接电力线路的重要组成部分。
其结构设计和施工技术直接关系到输电线路的安全运行和可靠性。
本文将就电力工程建设输电塔的结构设计和施工技术进行探讨，以提供相关技术支持和指导。
一、输电塔的结构设计1. 基础设计输电塔的基础设计是保证输电塔安全稳定运行的基础。
在基础设计中，需要充分考虑地质条件、塔型选用、荷载计算等因素。
首先，根据不同地质条件选择适合的基础类型，如浅基础、深基础或者钢桩基础等。
其次，根据输电塔的类型和使用环境，确定合适的塔型，如悬垂塔、耐张塔、电压等级等。
最后，进行荷载计算，包括风荷载、冰荷载、线荷载等，以确保塔身结构的安全稳定。
2. 塔身结构设计输电塔的塔身结构设计是保证输电线路正常运行的重要环节。
在设计过程中，需要考虑材料选用、结构布置、受力分析等因素。
首先，选用适合的材料，如钢材、混凝土等，在保证强度和耐久性的前提下，使其具备较好的抗风、抗震能力。
其次，合理布置塔身结构，如截面形式、加强措施等，以提高塔身整体稳定性。
最后，进行受力分析，考虑各种力的作用，如风荷载、地震力、线荷载等，确保塔身结构能承受各种力的作用。
二、输电塔的施工技术1. 施工准备输电塔的施工前需进行充分的准备工作。
首先，明确施工计划，规划施工进度和工期，并制定相应的施工方案。
其次，安排人员和设备，确保施工队伍和设备的到位。
同时，进行现场勘察，了解施工场地的地质条件和环境情况，为后续施工提供依据。
2. 塔基施工输电塔的塔基施工是整个工程的重要环节。
在塔基施工过程中，需要进行地形整理、基槽开挖、浇筑混凝土等工作。
首先，对施工场地进行地形整理，确保施工场地平整。
其次，按照设计要求进行基槽开挖，包括基槽的深度和宽度控制。
最后，进行混凝土的浇筑，注意混凝土的配比和浇筑工艺，以确保塔基的强度和稳定性。
3. 塔身安装输电塔的塔身安装是整个工程的重点和难点。
在塔身安装过程中，需要进行塔段的拼装、吊装和固定等工作。
浅谈输电线路杆塔结构设计
浅谈输电线路杆塔结构设计1. 引言1.1 背景介绍传统的杆塔设计主要以安全性和稳定性为主要考虑因素，而在现代社会，人们对输电线路的外观、环保性和美观度也提出了更高的要求。
设计人员需要在确保杆塔结构强度和稳定性的还要考虑到线路杆塔在自然环境中的生存和展示的需要。
本文将对输电线路杆塔的设计原则、结构类型、材料选择和安全性进行深入探讨，希望能够为相关设计人员提供一些参考和借鉴，促进输电线路杆塔的设计水平不断提高。
也将探讨设计输电线路杆塔的重要性和未来发展趋势，为电力系统的发展做出贡献。
1.2 研究目的本文旨在探讨输电线路杆塔结构设计的相关内容，通过对输电线路杆塔的功能、设计原则、结构类型、材料选择和安全性等方面进行深入分析，旨在揭示设计输电线路杆塔的重要性以及未来发展趋势。
通过本文的研究，可以更深入地了解输电线路杆塔在电力传输系统中的作用和意义，为工程师和设计师在设计输电线路杆塔时提供参考和指导。
希望通过本文的研究，能够促进输电线路杆塔的设计水平不断提高，确保电力系统的安全稳定运行，并为未来电力系统的发展和升级提供重要的技术支持。
2. 正文2.1 输电线路杆塔的功能输电线路杆塔是输电线路中的重要组成部分，其主要功能包括支撑和固定导线、绝缘子串、地线等设备，同时承受着导线所传递的电力负荷及外部风荷载。
通过输电线路杆塔的合理布置和设计，可以有效地支撑输电线路设备，保证线路的安全运行。
输电线路杆塔的功能之一是支撑导线，导线是传输电力的主要工具，杆塔必须能够稳定地承受导线的重量，同时要具有足够的强度和刚度，以确保导线不会因外部风荷载或其他因素而发生位移或振动，从而影响线路的运行稳定性。
输电线路杆塔还需要支撑绝缘子串，绝缘子串在输电线路中起到隔离导线与杆塔之间的绝缘作用，防止电力泄漏或短路事故发生。
杆塔的设计必须考虑到绝缘子串的安装位置和布局，以确保绝缘子串能够有效地发挥绝缘作用。
输电线路杆塔还需要支撑地线等辅助设备，地线主要用于安全接地，防止雷击和漏电事故的发生。
110kV输电线路直线杆塔结构设计分析要点
2.3 直线塔型式选择 输电线路中直线塔使用数量最多，其数量约占 65耀 80%。对于 110kV 线路单回路，国内外广泛采用酒杯塔和 猫头塔。酒杯塔导线采用水平排列，横担长度比猫头塔长， 线路走廊较宽，可运用于山地；猫头塔导线采用三角排列， 中相导线升高近 6m，铁塔风荷增加，其塔重比酒杯塔增加 约 2.8耀10.3%，宜运用于平丘地区，减少占用面积。本标段 经过山区地段由于边坡影响，铁塔走廊受限，且平地段有 经过房屋密集区，故推荐采用猫头塔型式。 本工程平地（泥沼）所占比较很小，仅为 10.0%。因此 本工程只规划山地系列杆塔。 2.4 杆塔结构设计优化 2.4.1 直线塔地线支架型式优化 直线塔地线支架型式如表 1 所示。考虑 110kV 输电 线路荷载不大的特点，本工程推荐方案一。 2.4.2 塔身断面型式优化 直线塔可分为扁塔、方塔，塔身断面分别为矩形、正方 形。结合相关经验分析可得，扁塔的整体重量较小，但是在 抗纵向荷载方面表现较差，且长短腿使用不够灵活。方塔 和扁塔相比，可有效提高直线塔纵向刚度，同时在抵抗冰 雪以及大风等灾害方面表现优异，以免出现串倒等问题； 方塔高低腿和塔身连接相对简单。基于上述分析，本工程 经综合考虑后决定选择方塔。 2.4.3 口宽及塔身坡度优化
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结构设计知识：杆塔结构的设计与应用
结构设计知识：杆塔结构的设计与应用杆塔结构的设计与应用杆塔是一种常见的结构形式，常用于电力、通信、电视等领域。
杆塔的设计具有一定的技术难度，需要考虑众多因素，如荷载、风压、地基、土壤等等。
本文将从杆塔结构的设计、应力计算、材料选择、种类和应用等方面进行阐述。
一、设计杆塔的设计需要从多个方面考虑，包括所在地的环境因素、重量和高度、配合设备的尺寸和重量、设计强度和稳定度等。
下面的步骤可以帮助设计师完成杆塔的设计：1.收集所需材料的物理和机械属性，包括重量、强度、抗腐蚀性、延展性等等。
2.确定杆塔所在地的环境因素，包括土壤类型、降雨情况、风速、地下水位等等。
3.筛选最适合的设计，包括矩形、圆形等等。
4.在计算合理的荷载后，支持杆塔的相关部件和稳定框架进行设计。
5.进行基础研究和地基工程设计。
6.选择最合适的弹性模量和屈服强度等材料参数。
7.完善杆塔结构的设计和制造流程。
二、应力计算应力计算是设计中的重要部分，因为它可以确保杆塔结构的稳定性和安全性。
对于杆塔的应力计算，主要可以涉及到以下两个方面：1.静力计算：通过分析杆塔静态荷载和结构受力情况，进行极限状态和容限状态的基础应力计算，并进一步计算杆塔的位移（包括旋转）和应力分布。
2.动力计算：通常利用三维有限元分析技术，确保杆塔结构可以承受各种振动和往复荷载而不致破坏。
三、材料选择材料选取对杆塔的承受性能和寿命有很大的影响。
常见的材料包括铁、钢、铝、铜等。
由于最近几年发表的杆塔设计和应用论文越来越多地关注高强度钢管杆塔，因此，本文将着重介绍高强度钢杆塔的应用。
它的许多优点在于抗风性能和自重较轻，适用于较高的杆塔，可以节省工业和建筑上的空间，并提高杆塔的负荷能力。
四、种类和应用高强度钢管杆塔比铁、钢杆塔更具优势，因为它们极为适合超高压变电站和送电塔，这些塔不仅要求高度、强度，也需要抗风能力和自重较轻。
此外，这种杆塔还可以用于电力传输的中间塔或跳跃塔，尤其是在改善多层耙场和建筑密集区域的传输负荷能力方面，效果明显。
输电线路设计中的杆塔选型与布置
输电线路设计中的杆塔选型与布置随着电力行业的发展，输电线路的建设也变得越来越重要。
为了确保电力输送的效率和质量，杆塔选型与布置成为了一个关键的环节。
本文将探讨输电线路设计中的杆塔选型与布置，从杆塔结构、材料选择、线路布置等方面进行细致分析。
首先，杆塔结构是杆塔选型的重要考虑因素之一。
传统的杆塔结构包括直线杆塔、角杆塔和转角杆塔。
直线杆塔适用于直线段的输电线路，角杆塔适用于输电线路转角处的杆塔，而转角杆塔则利用立柱和悬臂构成，适用于输电线路的转角段。
此外，还有特殊结构的杆塔，如转变杆塔、分支杆塔和断线杆塔，这些结构可以应对特殊地形条件和线路需求。
在选型时，需要根据具体的线路布置和输电要求综合考虑，确保杆塔结构的稳定性和可靠性。
其次，杆塔的材料选择也对输电线路设计起着重要作用。
常见的杆塔材料有钢材、混凝土和木材。
钢材具有重量轻、抗拉强度高的优点，适用于跨越大和高电压的输电线路；混凝土杆塔具有结构简单、耐久性好的特点，适用于土质条件较差的区域；而木材杆塔则具有绝缘性能好、造价低的优势，适用于短距离的输电线路。
合理选择杆塔材料可以保证线路的稳定性和经济性。
最后，线路的布置也是杆塔选型与布置的重要环节。
线路布置的目标是最大限度地减小杆塔数量，提高电网的可靠性和稳定性。
一般来说，线路的走向应尽量避开居民区、农田和特殊地形，减少对周围环境的影响。
同时，线路的布置也要考虑引线塔、导线交叉等因素，确保输电线路的正常运行。
针对特殊区域，如山区和河流交叉处，还可以采用隧道、桥梁等特殊的线路布置方式。
通过科学合理的线路布置，可以提高输电线路的可靠性和运行效率。
综上所述，输电线路设计中的杆塔选型与布置是一个综合考虑的过程。
在选型时，需要充分考虑杆塔结构的稳定性和可靠性；在材料选择上，需根据具体情况选择合适的材料；在线路布置上，要根据地形条件和环境要求进行科学合理的规划。
通过合理的杆塔选型与布置，可以提高输电线路的效率和可靠性，为电力行业的发展做出重要贡献。
新型高压输电线路杆塔的结构设计与优化
新型高压输电线路杆塔的结构设计与优化随着电力需求的不断增长，高压输电线路的建设也变得日益重要。
作为高压输电线路的重要组成部分，杆塔的结构设计和优化对于确保输电线路的安全稳定运行至关重要。
本文将探讨新型高压输电线路杆塔的结构设计与优化方面的相关内容。
首先，我们需要了解高压输电线路的特点和要求。
高压输电线路需要能够承受极端天气条件，如大风、冰雪及地震等，并且需要具备足够的强度和稳定性来支撑输电线路的导线。
因此，在设计和优化新型高压输电线路杆塔的结构时，以下几个方面需要特别考虑。
第一，材料的选择。
传统的高压输电线路杆塔主要采用钢材作为结构材料，但钢材存在磨损、腐蚀和重量过大等问题。
为了解决这些问题，新型高压输电线路杆塔可以考虑采用新材料，如高强度复合材料或混凝土材料。
这些材料具备良好的抗腐蚀性能和较低的重量，能够有效延长杆塔的使用寿命并提高输电线路的稳定性。
第二，结构的优化。
传统的高压输电线路杆塔通常采用直立式结构，这种结构在抗风能力和抗地震能力方面存在一定的不足。
因此，新型高压输电线路杆塔的结构可以考虑采用斜塔结构或者其他抗风、抗震能力更强的结构形式。
此外，根据地理环境和杆塔所处地区的天气条件，结构的参数还可以进行合理的设计和优化。
第三，接地系统的设计。
高压输电线路杆塔的接地系统对于保障线路的安全运行至关重要。
接地系统需要能够有效降低电流的过流和电压的过高，确保线路的稳定运行。
因此，在新型高压输电线路杆塔的设计中，接地系统的设计需要考虑到接地电阻的大小和位置的合理布置。
第四，防震设计。
考虑地震对杆塔的影响也是新型高压输电线路杆塔结构设计与优化的重要内容。
杆塔的结构需要具备较高的抗震能力，以确保在地震发生时能够保持稳定。
因此，在设计过程中需要考虑到地震波的特点和线路所处地震烈度等级等因素，合理安排结构的刚度和耐震设防强度。
除了上述几个方面的考虑，新型高压输电线路杆塔的结构设计与优化还需要综合考虑其他因素，如施工成本、可持续发展和环境保护等。
高压输电线路杆塔结构设计与优化
高压输电线路杆塔结构设计与优化随着现代社会对电力供应的需求不断增加，高压输电线路作为电力传输的主要方式之一，成为了电力系统中不可或缺的组成部分。
而高压输电线路的杆塔结构设计与优化，对于确保电力传输的可靠性和安全性至关重要。
本文将深入探讨高压输电线路杆塔结构设计与优化的相关问题。
首先，高压输电线路杆塔的结构设计是保证电力传输安全的重要环节。
杆塔的主要作用是支撑输电线路，承受线路所带电压和电流的重量，同时要具备一定的抗风、抗震能力。
因此，在设计杆塔结构时，必须考虑到多种因素。
首先是电力系统的负荷情况，即输电线路所承受的电流大小；其次是线路的长度和电压等级，这决定了杆塔的间距和高度；还需要考虑地理环境，比如气候条件和地质状况等。
综合考虑这些因素，才能设计出合适的杆塔结构，确保其稳定可靠地支撑输电线路。
其次，高压输电线路杆塔的结构设计还要兼顾经济性和环境友好性。
在电力系统规划的过程中，除了要考虑线路的传输能力和安全性外，还要兼顾到运行的经济性。
因为杆塔的建设和维护都需要投入大量的资金，因此在设计时要尽量减少杆塔的数量和材料的使用，以降低成本。
同时，还要考虑到环境友好性，采用可再生材料和环保设计，减少对生态环境的影响。
另外，高压输电线路杆塔结构的优化是提高输电效率和减少电力损耗的重要手段。
通过优化杆塔的结构和布置，可以减少电力在输电过程中的损耗，提高输电效率。
具体来说，可以采用轻型杆塔和特殊材料，减少杆塔本身对电力传输的阻力，以降低线路的电阻损耗。
另外，优化杆塔的布置，可以使电力传输的路径更加直线，减少输电距离，从而减少能量损失。
通过这些优化措施，可以提高高压输电线路的效率和稳定性。
总结起来，高压输电线路杆塔结构设计与优化是确保电力传输安全和高效的关键。
在设计时要综合考虑电力系统负荷、线路长度、电压等级以及地理环境等因素，以满足线路稳定支撑的要求。
此外，还要兼顾经济性和环境友好性，通过减少杆塔数量和材料使用，并采用可再生材料和环保设计，减少对资源的消耗和环境的破坏。
输电线路杆塔结构设计技术研究刘涛
输电线路杆塔结构设计技术研究刘涛发布时间：2021-08-18T06:58:34.383Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第9期作者：刘涛[导读] 对于整个输电线路而言杆塔结构是其中非常重要的构成部分，是保障输电线路可靠稳定运行的基础，在杆塔结构的作用下，可以保证输电线路与地面之间保持安全距离。
鉴于杆塔在输电线路中扮演的重要角色，针对其结构进行合理设计显得尤为重要。
根据相关的统计数据表明，输电线路建设投资中，杆塔结构的投资比例高达35%左右，可见杆塔结构设计建设的合理性会对输电线路投资的效益产生重要影响。
随着我国输电线路建设力度的不断增大，针对杆塔结构进行科学设计，提升其可靠性和安全性显得尤为必要。
刘涛国网陕西省电力公司检修公司关中分部渭南输电运维一班陕西省渭南市 714000摘要：对于整个输电线路而言杆塔结构是其中非常重要的构成部分，是保障输电线路可靠稳定运行的基础，在杆塔结构的作用下，可以保证输电线路与地面之间保持安全距离。
鉴于杆塔在输电线路中扮演的重要角色，针对其结构进行合理设计显得尤为重要。
根据相关的统计数据表明，输电线路建设投资中，杆塔结构的投资比例高达35%左右，可见杆塔结构设计建设的合理性会对输电线路投资的效益产生重要影响。
随着我国输电线路建设力度的不断增大，针对杆塔结构进行科学设计，提升其可靠性和安全性显得尤为必要。
关键词：输电线路；杆塔结构设计；技术；研究1铁塔整体结构分析输电线路杆塔作为承载导、地线及金具的主体，其安全可靠运行是电网能量传送的基础。
由于处于野外环境中，杆塔受风吹雨淋或者大气腐蚀容易锈蚀，其本体运行强度将大大下降，运行寿命严重缩短，对系统安全运行造成重大隐患。
输电线路工程中，电气专业将铁塔塔型选定、明确之后，让铁塔既满足电气要求，又在结构方面安全、可靠的前提下，使得塔重最轻、外型美观、运行维护方便是铁塔结构优化的主要目标。
要实现上述目标，铁塔需在满足构造要求的前提下结合外荷载特点进行优化，使铁塔各部件受力清晰、传力直接、节点处理简单、布材满足其受力特点。
关于输电线路杆塔结构优化设计的浅析
关于输电线路杆塔结构优化设计的浅析摘要：输电线路杆塔结构的优化设计是电力工程领域的重要研究方向之一。
输电线路杆塔承载着输电线路的重要任务，直接影响线路的安全运行和可靠性。
本文对输电线路杆塔结构的优化设计进行了浅析。
通过对相关文献的综述和分析，探讨了输电线路杆塔结构优化设计的重要性，并介绍了常用的优化设计方法。
研究发现，优化设计可以提高杆塔结构的安全性、经济性和可靠性，并满足输电线路的运行要求。
关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计引言：输电线路是现代社会电力供应的重要组成部分，而输电线路的杆塔结构是其支撑和保持线路安全稳定运行的关键。
随着社会的发展和科技的进步，对输电线路杆塔结构的优化设计要求越来越高。
优化设计可以使杆塔结构更加安全、经济、可靠，并满足输电线路的运行要求。
一、输电线路杆塔结构优化设计的重要性1、提高杆塔结构的安全性输电线路杆塔结构的安全性是优化设计的重要目标。
通过优化设计，可以使杆塔结构在承受外力、抵抗自然灾害等极端条件下仍然保持稳定，确保输电线路的安全运行。
优化设计考虑了结构的强度、刚度、稳定性等因素，使杆塔结构能够承受各种负荷和外力，并保证其结构的完整性和稳定性。
2、提高杆塔结构的经济性优化设计可以使杆塔结构更加经济高效。
通过优化设计，可以减少材料的使用量，降低制造成本，并提高施工效率。
同时，优化设计还可以使杆塔结构在运行过程中减少能量损耗，降低运行成本，提高输电线路的经济效益。
3、提高杆塔结构的可靠性优化设计可以提高杆塔结构的可靠性和耐久性。
通过考虑材料的抗腐蚀性、抗老化性等因素，可以延长杆塔结构的使用寿命，减少维护和更换的频率。
优化设计还可以考虑杆塔结构的结构稳定性和可靠性，确保其在各种环境和工况下都能保持良好的性能和功能。
二、输电线路杆塔结构的优化设计策略1、杆塔结构的多样化设计杆塔结构的多样化设计是一种优化策略，旨在根据具体的输电线路需求和环境条件，设计出适应不同情况的杆塔结构。
浅谈输电线路杆塔结构设计
浅谈输电线路杆塔结构设计
随着电力系统的发展，输电线路的建设也在不断加强。
输电线路的杆塔结构是其中重要的组成部分，其设计合理与否直接影响到线路的安全性和可靠性。
下面，我将从杆塔的选址、结构设计和材料选择等方面对输电线路杆塔结构设计进行浅谈。
杆塔的选址是杆塔结构设计的首要考虑因素之一。
在选址过程中，需要考虑到地形、土质条件、气候因素和周边环境等因素。
优化的选址能够减少杆塔在自然环境中的受力情况，提高杆塔的稳定性和可靠性。
杆塔结构的设计需要考虑到线路的运行工况。
输电线路在运行中会受到风压、冰压、温度变化等外力的作用，因此杆塔的结构设计需要能够满足这些工况要求。
常见的设计方法包括强度设计、刚度设计和疲劳设计等。
杆塔结构的材料选择是影响线路可靠性和安全性的重要因素之一。
传统的输电线路杆塔多采用钢材作为主要材料，钢材具有高强度、耐腐蚀等优点。
随着新材料的不断发展，复合材料杆塔逐渐应用于输电线路的建设中。
复合材料杆塔具有质量轻、强度高、绝缘性好等优点，能够提高线路的可靠性和安全性。
为了提高输电线路的可靠性，还可以考虑在杆塔结构上加装避雷针、挂点等设施，增加杆塔在雷电等极端天气下的承受能力。
输电线路杆塔结构设计探究
输电线路杆塔结构设计探究发布时间：2021-08-26T15:49:47.207Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷第4月10期作者：邓杨兵胡友艺[导读] 在社会经济发展的强力推动下，各行各业都取得了较大的进步邓杨兵胡友艺滁州市智宏工程咨询有限责任公司安徽省滁州市 239000摘要：在社会经济发展的强力推动下，各行各业都取得了较大的进步。
输电线路杆的结构质量直接关系着电力系统的运行和发展，因此，输电线路杆塔结构设计工作极为重要。
但就当前输电线路杆塔结构设计工作来看，还需要对架空电线路结构进行优化，从而有效提高电能运输的安全性。
关键词：输电线路；杆塔；结构设计一、输电线路杆塔的概述输电线杆塔对于输电线路的施工是必不可少的重要结构部件，其主要功能是将线，避雷线及配套设备支撑架空，以确保线与地之间的所有相关导线和一些交叉保持对象之间的安全距离。
在电力系统中，电力杆塔的主要应用分为：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、换位杆塔、跨越杆塔、终端杆塔这五大类。
电力杆塔建设主要使用两种形式的材料：铁塔跟钢筋混凝土塔。
一般在输电线路电压等级大于110kV的情况下采用铁塔形式，电压等级小于66kV将采用钢筋混凝土塔。
在传输距离远的地方，线路电压等级高，施工环境复杂，环境一般采用铁塔。
因为铁塔结构的可变性，铁塔结构的安全性有很大的优势。
然而，使用铁塔的材料需求也很大，结构设计不合理会导致塔架本身的弯矩和承载力缺乏物料浪费。
因此，电力线杆塔必须根据线路电压等级，电路数量，环境条件来考虑，以便在实际情况下选择合适的杆塔形式，从而选择最合适的杆塔结构，从技术性、经济性方面综合对杆塔的选择进行评判。
二、杆塔结构优化设计的必要性杆塔结构在电力设计中是比较重要的设计内容，对于电力的运输质量以及效益具有很大的影响，就其杆塔结构而言，它是属于超静定结构，如果其中的一个杆件被破坏，其整体结构也可能不会受到太大影响，只有当被破坏的程度达到杆塔的最大荷载时，其杆塔才会被破坏。
输电线路的杆塔设计与强度分析
输电线路的杆塔设计与强度分析电力输送是现代社会不可或缺的基础设施之一，而输电线路的杆塔设计与强度分析则是电气工程中至关重要的一环。
在电力系统中，输电线路承担着将发电厂产生的电能从一地输送到另一地的重要任务。
而输电线路的杆塔作为电力传输的支撑结构，其设计和强度分析直接关系到输电线路的安全运行和可靠性。
首先，输电线路的杆塔设计需要考虑多个因素。
其中，最基本的是输电线路的电压等级和线路长度。
电压等级决定了输电线路的电流大小，而电流大小则直接影响了杆塔的尺寸和结构设计。
线路长度则决定了输电线路的杆塔数量和布置方式。
此外，地形地貌、气候条件、土壤性质等因素也需要被充分考虑。
例如，在山区地形中，杆塔的设计需要适应复杂的地势变化，以确保输电线路的稳定性和可靠性。
其次，输电线路的杆塔设计需要满足一定的强度要求。
输电线路在运行过程中会受到多种外力的作用，如风力、冰雪、地震等。
因此，杆塔的设计需要具备足够的强度来承受这些外力的影响。
强度分析是杆塔设计的重要环节之一，通过对杆塔结构的应力分析和变形分析，可以确定杆塔的合理尺寸和材料，以保证其在各种外力作用下的稳定性和安全性。
在强度分析中，杆塔的结构和材料的选择是关键。
通常，杆塔的结构可以分为桁架式、悬臂式和组合式等不同类型。
不同类型的杆塔适用于不同的场合，需要根据具体情况进行选择。
此外，杆塔的材料也需要具备足够的强度和耐腐蚀性能。
常见的杆塔材料包括钢材、混凝土和复合材料等，它们各自具有不同的特点和适用范围。
在强度分析中，需要考虑这些因素，以确定最佳的杆塔结构和材料。
除了设计和强度分析，杆塔的施工和维护也是电气工程中不可忽视的环节。
在杆塔的施工过程中，需要保证杆塔的准确安装和稳固固定，以免影响输电线路的正常运行。
而在杆塔的维护过程中，需要定期检查杆塔的结构和材料是否存在损伤或老化现象，及时采取修复措施，以确保输电线路的安全和可靠。
综上所述，输电线路的杆塔设计与强度分析是电气工程中不可或缺的重要环节。
架空输电线路杆塔结构设计分析
架空输电线路杆塔结构设计分析摘要：输电线路中的杆塔主要起到支撑架空输电线路与地线作用，通过它可以使输电线路与地面之间保持一定的距离，以免受到恶劣天气影响或人为外力破坏而出现供电故障，确保了输电线路的正常运行。
因为海拔高度会影响杆塔电气间隙，决定着杆塔结构耗钢量，所以在进行输电线路杆的结构设计时，要针对不同的地势环境制定不同的设计方案，这也是杆塔结构设计的技术要点。
关键词：架空；输电线路；杆塔结构；结构设计1输电线路杆塔建设发展的现状当前，架空输电线路杆塔无论是它的设计水平还是制造水平都较为低下，不能很好地适应当前社会发展的需要。
国内架空输电线路杆塔生产制造单位主要分为以下两种类型：①手工生产企业。
这一类企业主要是由民营、个体或乡镇企业所构成，他们无论是在生产能力方面还是加工能力方面都比较低下，有些放样、加工环节甚至是依靠手工操作来完成。
在这种情况下，不能很好的保障杆塔的质量和强度；②大型的国营生产企业。
这些企业一般都是由电力部门指定的生产厂家，他们的生产实力要较手工生产企强一些。
即使这样，也仅仅是达到80年代的生产技术水平而已。
因此，就现阶段而言，我们还是应从国外引进先进的生产技术和生产设备，这样可以快速提高我国的杆塔生产制造水平。
在杆塔的设计方面，生产单位与设计单位还处于独立的工作状态，没有形成一个相互联系的整体。
在这样的模式下，设计单位在完成了力学计算和结构选材之后，自身的工作任务就已经基本完成了，却没有很好的在计算方法与计算机放样软件之间建立紧密的联系。
而杆塔的生产加工环节则由生产企业来完成。
这种设计与生产相分离的方式，无论是对杆塔的设计质量还是生产水平都很不利，还使工作效率大幅降低。
2架空输电线路杆塔结构设计2.1动态规划杆塔设计在杆塔优化设计中，力求杆塔的重量轻、型式美、运输方便、加工简单。
动态规划设计是指在进行杆塔设计中，综合采取多种方法相互结合，以达到优化的目的。
在对杆塔进行制作之前，相关设计人员需要根据杆塔安装的现场实际情况、力学原理和相关的计算法则，缩小杆塔的迎风面积。
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W
+
{δtl} T{ tσt } t d V
(6)
tv
tv
tv
方程 (6) 是一个关于位移增量{ μt } 的非线性方程 ,在计算机处理时 ,必须将上述方程进行线性化处理 1
设{ εt } = { tl} 则{δεt } = {δtl}
得增量形式的修正的拉格朗日方程 (虚功方程)
∫ ∫ ∫ 21 卷 第 1 期 1999 年 3 月
武汉水利电力大学 (宜昌) 学报 J . of Univ. of Hydr. & Elec. Eng. / Yichang
Vol. No . 1 Mar. 1999
输电杆塔的结构设计分析Ξ
杨万里 龙小乐 鲍务均
(机械工程系)
摘 要 结合输电杆塔计算机分析现状 ,介绍一种计算机有限元分析方法 ,其前处理简单 ,能处理
进一步可以将增量应变表示为线性部分{ tl} 和非线性部分{ ηt } 之和
{ εt } = { tl} + { ηt }
(5)
根据拉格朗日描述和应力应变之间的关系 ,可得到如下公式
∫ ∫ ∫ {δεt } T [ tC ]{ εt } t d V +
{δηt } T{ tσt } t d V
=
t +Δt t
问题逐渐求解 ,也就是采用增量的求解方案 1
铁塔大变形特点是 :结构的位移充分大 ,但杆元的伸长很小 1 在分析时 , 一般当作大变形小应变非
线性问题来处理 1 非线性问题中 ,结构的平衡方程必须用变形后的几何位置写出 , 所取的参考位形不
同 ,得到的结果也不同 1 在开发的铁塔结构分析软件中 , 采用修正的拉格朗日 ( U1L) 描述方法 , 即以 t
{δηt } T{ tσt } t d V
=
t +Δt t
W
+
{δtl} T{ tσt } t d V
(7)
tv
tv
tv
60 武 汉 水 利 电 力 大 学 (宜 昌) 学 报 1999 年 3 月
非线性弹性问题 ,体现在材料的本构关系[ t C ]中 , 几何非线性问题 , 则体现在应变的非线性部分 { ηt } 1
(9)
采用修正的牛顿迭代法 ,在一个荷载增量步内逐渐逼近真实解 ,这样作 ,同时保证了解的收敛性 1
213 后处理
采用非线性有限元方法分析铁塔结构的结果是铁塔杆件的应力 , 因此 , 有必要对应力进行分析 , 综
合稳定性 、安全性 、经济性等因素 ,对杆件的受力进行检验 , 并且实行材料的自动组材 , 生成用户所需要
将计算机生成的铁塔坐标信息 、组材信息以及相关尺寸信息作成相应的数据文件 , 以 Autolisp 为接 口 ,在 Auto CAD 中打开上述数据文件 ,画出铁塔结构图 ,生产厂家可根据该图下料 , 程序运行过程如图 3 所示 1
初始输入的材料信息可能要经过很多次 的循环组材 , 才能得到符合组材原则的材料 组合 1 也有可能由于初始输入不合理而没有 最终结果 ,这时程序提醒用户重新输入初始 材料组合 1
组 ,在多种工况下 ,求每一组杆件的最大最小应力 ,以这个应力为检验 、组材的基础 1 这种方法的优点是 减少了计算量 ,而计算结果既满足了受力的要求 ,也满足了结构成段的需要以及型材截面不连续性的要 求 1 组材时要遵循下述原则 : ( 1) 每组杆件的最大 、最小应力不能超出许用应力 ( 综合强度与稳定性) [σ]范围 ; (2) 材料规格尽量低 ; (3) 材料的最大 、最小应力是指初始输入时 , 某一组材料的最大 、最小应 力1
(11)
对斜材 :
σ = ( T 或 N ) / ( A - d0 t) < = [σ]
(12)
式中 , T ———杆件所受拉力 ; A ———杆件单元横截面积 ;
N ———杆件所受压力 ; m ———工作条件系数 ;
d0 ———螺栓孔径 ; Φ ———折算系数 1
目前 ,铁塔设计大多采用满应力设计方法 1 首先对铁塔的每一根杆件进行受力优化分析 ,然后出于
多种塔型 ,且能自动组材 1
关键词 输电杆塔 ; 有限元 ; 结构设计 分类号 TM753
用有限元方法分析输电杆塔在多种工况下受的力 ,并根据计算结果构造输电杆塔的结构 ,是目前在 工程中使用得很广泛的有效方法之一 1 随着我国电力事业的发展 ,远距离超高压输电显得越来越重要 , 杆塔的结构变得日趋复杂 1 自从有限元理论应用于计算机之后 , 国内外的结构设计者们开发了一些较 成功的通用有限元结构分析软件 ,但计算铁塔的专用软件并不多 1
{ t + Δεtt } 为格林 —拉格朗日应变分量 1
如果把上述应力分量 、应变分量以及 t + Δt 时刻的位移表示为增量形式
{ t +Δ ttS } = { tσt } + { tS }
(2)
{ t +Δ εtt } = { εt }
(3)
{ t +Δ tt u} = { t u}
(4)
将 t + Δt 时刻的应力 、应变 、位移视为 t 时刻的应力 、应变和位移以及增量应力 、应变 , 位移之和 1
1 结构模型与材料模型
111 结构模型与单元取法 杆塔使用的材料一般为角钢 、条钢 、圆钢及钢丝绳 1 对于自立式杆塔 、拉线塔等 , 由偏心载荷 、杆件
上的侧向风载等引起的弯矩不大 ,因此 ,将杆塔可视为理想的三维空间桁架 1 空间桁架的杆元都是二力 杆元 ,在结构受力中只受轴向力 1
由于笔者主要解决的问题是复杂的大型铁塔 ,铁塔变形的特点是产生大位移 、小应变 ,同时 ,对于存 在柔性杆件的复杂铁塔 ,其柔性杆件不能承受压力 ,其应变与应力之间的关系并非线性 ,因此 ,在结构分 析中采用了非线性单元 1 112 材料模式
时刻的状态为度量基准 ,来考虑 t + Δt 的时刻的状态 1
修正的拉格朗日描述方法[3 ] :
采用虚功表示的结构平衡方程
∫{δt +Δ tεt } T{ t +Δ ttS } t d v = t +Δ tt W
(1)
tv
{ t + ΔttS } 为第二类比奥雷 —克希霍夫应力分量 ; t + Δtt W 为外力所作的虚功 ;
表 1 拉线塔材料非线性分析结果与 Sap6 线性分析结果比较表
本软件 (材料非线性分析)
国内电力建设者应用有限元原理 ,开发了一些有限元铁塔结构分析软件 1 但目前国内使用的铁塔 结构计算专用软件 ,一般都采用有限元线性计算方法 1 随着铁塔结构的复杂化、大型化 , 线性分析已不 能满足复杂铁塔结构设计计算的需要 1 线性分析不能解决的主要问题是 :存在柔性杆件的复杂铁塔以 及存在几何大变形的大型铁塔 1 如果采用传统的方法分析上述问题 ,则费时费力 ,并且由于计算中引入 了一些假设 ,使得计算结果与结构的实际受力情况有较大误差 , 在生成材料方案方面 , 也不能产生合理 的材料方案 ,造成钢材的浪费 1 基于上述原因 ,开发一个既能分析复杂铁塔结构 ,同时又能对铁塔材料进 行自动组材 ,为用户提供科学 ,安全经济的加工方案的铁塔有限元结构分析软件 ,就显得非常重要了 1
限元分析的各种数据 1
具体实现时 ,利用了杆塔结构的对称性 、加工 ,处理与安装时的成段性的特点 ,采用较合理的数据管
理方式 1 根据杆塔结构和加工 、安装的特点 ,建立了一定数量的结构拓扑信息 , 只需输入少量的必要结
构信息 ,而大量的数据则由计算机处理生成 1 对于材料 ,根据不同的种类 ,作成了几个必备的材料库 1
t
时刻等效于单元应力的结点力矢
量;
{
t + Δt t
R
}
为
t
+ Δt
时作用于结点上的载荷矢
量;
在总体上可以表示为
[
t t
K
]{
t u K}
=
{
t + Δt t
R
}
-
[
t t
F
]
迭代方法的使用在使用增量方法求解中 , 由
于进行了线性化处理 , 在增量的每一步都会引入
一些误差 , 误差积累就会造成解的漂移 , 因此 , 在
212 有限元分析
由于需要解决的问题体现在大变形和材料的非线性弹性上 ,因此 ,需采用有限元非线性原理来处理
上述问题 1 对于大变形 ,采用几何非线性分析 ;对于非线性弹性材料 ,采用材料非线性分析方法 1
对于非线性问题 ,不能采用一步直接求解的方法 , 必须把非线性问题分成若干个加载步 , 分阶段对
Ξ 收稿日期 :1998 - 09 - 05 杨万里 ,硕士 ,从事机械结构强度及智能 CAD 方面的工作 1 武汉水利电力大学 (宜昌) 机械工程系 (443002)
第 21 卷 第 1 期 杨万里等 输电杆塔的结构设计分析 59
量大 ,杆塔正常受力 ;受压时 ,切线模量很小 ,不管杆件的变形多大 ,应力接 近零值 ,杆件受力微小 ,可以视为不受力 1 柔性杆件的应力 、应变关系图表 示如图 11
的材料组合 1 在应力验算中 ,主要考虑杆件的受压强度以及受压稳定性 (柔性杆件不考虑受压稳定性) 1
考虑稳定性和强度的相关公式 :
稳定性验算 :
σ=
N
( m AΦ)
< = [σ]
(10)
强度验算 :
对主材 :
σ = ( T 或 N ) / ( m ( A - 2 d0 t) ) < = [σ]
满足铁塔加工 、安装的需要分段对铁塔进行统材 1 我们基于铁塔结构中所使用的型钢材料截面特性(型
材规格) 的不连续性 ,所采用的方法同上述方法不一样 , 首先根据铁塔结构成段的特点将输入材料分成