输电塔-线体系风雨致振控制研究

为了研究风雨作用下被动减振装置对输电塔-线体系的控制效果,基于调谐质量阻尼器原理,设计了双向调频减振装置。利用有限元软件SAP 2000建立了输电塔-线体系有限元模型;通过线性滤波法模拟了脉动风速时程;根据降雨形成特征和雨滴谱与强降雨的关系,运用力学平衡和动量定理,得到了雨荷载;根据风雨荷载的组合原则,得到了风雨荷载的时程曲线。运用非线性动力时程分析方法,验证了该双向调频阻尼装置的有效性。     

风雨荷载下输电塔体系的动力响应分析

通过数值模拟输电塔体系，利用谐波叠加法和Kaimal谱，完成了脉动风速时程的模拟和雨荷载模拟，最后利用ansys在时域内分析输电塔风雨荷载作用下的动力响应规律。分析表明：脉动风和降雨对输电塔体系位移响应都有明显影响，且脉动雨工况较平均雨工况下对位移响应量更加明显。     

输电塔线体系风雨荷载计算理论及耦合失效评估研究进展

我国沿海地区台风登陆频繁，现有台风致输电线路失效案例中，大部分原因归结于强风的影响，而涉及雨荷载影响的研究不足。为此，系统总结了国内外研究团队在风雨耦合效应领域的研究进展，包括根据风速和降雨实测数据，提出了不同时间分辨率的降雨强度转换模型，进而建立了风速-降雨强度联合概率分布模型，揭示了风速和降雨强度的耦联关系；基于拉格朗日粒子运动方程，揭示了单雨滴运动状态演变机制，提出了风雨速度比概念，明晰了雨滴水平速度大于相应位置处风速的发生机理；从雨荷载的作用机理出发，总结了两类雨荷载作用模型，即碰撞力模型和气动力模型，并详细介绍了计算方法及风洞试验验证；建立了风雨耦合作用下输电线路易损性及失效概率计算方法。现有研究表明：工程结构的倒塌破坏往往发生在几分钟甚至几十秒内，在计算风雨耦合效应时，应考虑短时距的瞬时降雨强度；考虑风雨耦合多灾害作用时，工程结构的失效概率显著高于风荷载单独作用情况；不同地区具有显著的气候差别，应根据当地的实测气象资料建立风雨联合概率分布模型加以分析。     

风雨荷载耦合作用下索桁架体系点支式玻璃幕墙的动力响应研究

应用谐波叠加法模拟了脉动风速时程曲线,进而得到了脉动风荷载;通过马歇尔-帕尔默指数分布的雨滴谱及脉动风速得到了脉动雨荷载;利用ANSYS对索桁架体系点支式玻璃幕墙进行动力风荷载和雨荷载耦合作用下的时程分析,研究在风雨荷载共同作用下雨荷载对幕墙的影响。结果表明:雨荷载占总荷载最大比重随风速级别和降雨量的增加而增加;且雨荷载占总荷载最大比重为5.8%,极值雨情况下为12.4%。     

基于脉动实测的输电塔风振响应简化分析

风荷载对输电塔起着控制作用。本文以800kV特高压输电塔为研究对象,通过环境脉动实测研究单塔顺风向风振响应。采用风速仪、SVSA软件同步测得塔顶风速及塔身各高度处加速度。根据实测结果采用MATLAB软件拟合结构一阶广义荷载谱,并基于等效静风荷载法简化分析顺风向风振响应。结果发现,拟合所得一阶广义荷载谱公式精度较高,简化分析方法与理论分析结果较为接近,能够满足工程需要。     

强风荷载作用下500 kV输电塔线体系动力分析

高压输电线路在强风荷载用下出现倒塔的情况时有发生,静力风荷载的设计方法已表现出一定的局限性。通过利用Davenport风速功率谱模拟形成输电塔不同高度处风荷载时程,并施加相应位置,得出输电塔最大位移时程曲线、输电塔最大应力单元曲线、导线弧垂最低点位移时程曲线和导线最大应力时程曲线;结果表明:动力响应情况下的上述指标均大于静力风荷载下的相应指标。导线轴向拉力时程曲线存在一定的不同步位移情况,增加了输电塔的不平衡受力情况,使得输电塔线体系受力更加复杂。     

建筑结构抗风雨的研究进展与趋势

风雨共同作用在建筑结构表面,不仅会腐蚀结构表面材料,也将增大对建筑结构的作用荷载和结构的动力响应,所以对建筑结构的抗风雨研究具有重要意义。介绍了雨滴谱、雨荷载的计算模型、风雨荷载的数值模拟、结构的动力响应分析和风雨荷载的试验等方面的研究现状,在此基础上对建筑结构抗风雨的研究进展进行总结。最后,对建筑结构抗风雨需要进一步研究的问题进行了展望。     

单管塔顺风向风荷载的数值模拟与规范对比

在顺风向风荷载作用下,以工程实际单管塔为研究对象,基于准定常气动力假设,采用非线性有限元数值模拟进行动力时程分析,主要研究了单管塔在不同高度处的顺风向风振响应比较和分析国际上广泛使用的风荷载标准值取值公式,并与数值计算结果进行比对。本文研究为我国单管塔结构抗风设计规范的合理修订提供了一些客观参考和借鉴。     

输电塔线体系的风(雨)致振动响应与稳定性研究

根据输电塔线体系在风(雨)激励下破坏的实际状况,建立了"三塔两跨"有限元分析模型,其中,输电塔采用三自由度梁单元,导(地)线采用索单元;提出雨荷载的计算方法以及与风湍流共同作用于输电塔线体系的荷载组合原则;分析输电塔、导(地)线和结构体系的结构动力特性及其相互关系;采用数值模拟方法,建立设计与灾害荷载的不同工况组合,分别在时域和频域内对输电塔的动力响应规律进行分析;采用结构主要组件(如主立柱杆件和输电线)强度分析的方法,分析结构强度的变化和灾害发生的可能性原因。研究表明:输电塔线体系的运动耦合性对结构动力特性有不容忽视的影响;降雨对输电塔线体系的响应具有明显影响,且有与风湍流同时作用的激励特征;结构体系发生连续倒塔破坏的原因是风雨共同作用,结构局部动态受压失稳造成的。     

高层建筑顺风向响应规范计算及试验研究

作为对高层建筑起控制作用的风致振动,顺风向响应在抗风设计中尤为重要。多国风荷载规范均给出了典型的矩形断面形式的高层建筑顺风向响应计算方法,但不同的计算方法导致结果存在偏差。以某矩形高层建筑为例,基于风洞试验比较研究中国、美国及加拿大规范计算方法。研究表明:因平均风速定义的差异,中国风振系数取值要高于美国的阵风影响系数;相比频域法的计算结果,中国规范中采用的惯性风荷载法计算结果偏大;在相同风荷载作用下,中国和加拿大规范方法得到的顺风向最大位移响应值偏大,结构设计偏于保守。美国规范的计算结果相对偏小,相对偏于不安全;相比于加拿大阵风荷载因子法,中国惯性风荷载法风致响应偏小。