输电塔典型节点钢管杆件涡激振动研究

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:allenhuqiqi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
输电塔是一种重要的高耸结构,塔身风荷载在总荷载中所占比重较大,钢管杆件的体型系数小,受力性能好,因此钢管塔在工程实际中被广泛应用。当风吹过钢管杆件截面时,会在背风面形成上下交替的旋涡,在较小的风速作用下,旋涡脱落的频率会被锁定在钢管杆件自振频率附近,此时钢管杆件在横风向会发生持续的涡激共振,称为微风振动。输电线路长期在较低的风速下运行,持续反复的微风振动容易导致杆件破坏。   钢管杆件的涡激振动与其自振频率有关,自振频率由钢管杆件的几何尺寸和杆端节点型式决定。钢管杆件的节点构造方式多样,行业规范仅给出了两端固接、两端铰接以及悬臂三种杆端约束条件下钢管杆件的1阶起振临界风速曲线,不便于工程应用。   为了突破钢管塔推广应用的瓶颈,本文首先对典型节点钢管杆件进行了动力特性试验,研究了节点型式、连接螺栓数、长细比及振动方向对钢管杆件自振频率的影响。根据动力特性试验结果,建立了ANSYS模型,确定了合理的约束施加方式,在此基础上,计算了受轴力作用钢管杆件的自振频率,获得了更符合工程实际的结果,并给出了钢管杆件1阶自振频率的简化计算方法以便工程应用。   风洞试验是结构抗风研究中最真实可信的方法,本文利用动力特性研究的结果估算了典型节点钢管杆件的起振风速,选取风洞试验室条件允许的试件进行了足尺模型涡激振动风洞试验,得到了不同节点型式、不同长细比、与风向成不同夹角以及不同湍流度的风场等工况下钢管杆件的涡激振动试验数据,总结了涡激共振的规律。   钢管杆件在风荷载作用下顺风向也会发生微小的振动,但由于风洞试验中环境的干扰及测量仪器精度的限制,不易采集到真实的顺风向风振数据,因此,本文利用CFD软件Fluent对钢管杆件的涡激振动进行了数值模拟,分析了顺风向的振动情况及其对横风向的影响。   钢管杆件的微风振动会导致节点焊缝疲劳破坏,本文采用以疲劳累积损伤理论为基础的总寿命法,对法兰连接和十字插板连接的钢管杆件节点焊缝进行了涡激共振疲劳寿命计算,并针对工程设计提出了建议。   最后,对本文所做的工作进行了总结,并对进一步的研究方向进行了讨论。
其他文献
装配式交错桁架结构体系具有高效、经济、实用及结构布置灵活等优点。目前我国对其研究已取得一定的成果,但对其柱与桁架连接节点的研究较少。本文提出了几种新型的节点形式
土工格栅是一种新型的土工合成材料,它广泛应用于公路、铁路、水利等领域,在工程中起到加强、加固、防护等功能。在应用过程中,格栅会受到循环荷载的作用,因此研究土工格栅在循环
随着建筑业的飞速发展,传统的房屋建造方式弊病凸显,工厂化、装配化、精细化正成为历史发展的必然趋势。国内外研究表明,装配式预制结构与现浇结构相比,存在一定差距,如何改进与发
近来,越来越多的高层建筑都采用了型钢高强混凝土结构。这种结构形式可以更好的发挥型钢、高强混凝土的性能。型钢高强混凝土柱作为受力的主要构件,受力复杂,影响因素多,而要
近年来,随着超长桩在高层建筑、大跨度桥梁以及港口工程中的广泛应用与发展,超长桩屈曲稳定性分析已成为桩基理论发展与工程应用急需解决的重要课题。尽管国内外学者对此已进行
纤维聚合筋(FRP)筋轻质、高强、耐腐蚀,可以解决钢筋混凝土结构的锈蚀问题。高韧性水泥基复合材料(ECC)材料在纤维体积掺量约2.0%的情况下,其极限抗拉应变达到2%以上,具有明
我国城镇化正处于快速发展阶段,城市节水在解决我国水资源紧缺,保障城市供水安全方面具有非常突出的地位。城市供水厂节水是城市节水必不可少的重要环节。目前,全国大部分城市供
本文通过理论分析、数值模拟、模型实验和现场应用相结合的研究手段,较深入地研究了锚杆和锚注的共同加固作用机理,并对软岩巷道锚杆和锚注联合支护技术进行了全面系统地分析和
西南地区基础设施建设工程的蓬勃开展形成了众多的填方工程,所用填料主要由挖方区爆破而来的碎石和土混合组成,往往具有含石量高(可达60%以上)、巨粒组土粒多(质量百分比15%
空间网架结构为高次超静定结构,结构形式复杂,可达到较大的跨度,多用于重要的公共建筑中。网架结构由于施工疏忽、使用不当、偶然荷载等因素造成的损伤难以完全避免,一旦结构