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《广西大学》 2015年
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输电塔结构的两层面承载力分析设计与优化

李琦  
【摘要】:输电塔是电网的重要结构,其承载安全性及经济性与电力运营安全及其社会影响密切相关。因而,开展输电塔承载力设计与优化研究,具有重要的社会意义及经济价值。本文在结构承载力分析的弹性模量缩减法(Elastic Modulus Reduction Method,简记为EMRM)基础上,围绕输电塔结构的两层面承载力分析设计与优化,开展了以下研究工作:(1)研究建立了输电塔结构常用薄壁构件的齐次化广义屈服函数。针对输电塔结构常用的圆管和角钢构件,通过回归分析和最小二乘法建立了薄壁构件截面的齐次广义屈服函数,通过误差分析确定了其最高阶次,为广义屈服函数引入极限分析的弹性模量调整法奠定了理论基础。(2)研究建立了输电塔结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。引入圆管和角钢构件的齐次化广义屈服函数,定义了构件的单元承载比,依据承载比均匀度建立了弹性模量调整的动态阈值,并根据变形能守恒原则建立了弹性模量调整策略,提出了输电塔结构极限承载力分析的EMRM,克服了传统弹性模量调整法因不满足比例条件所导致的计算精度和稳定性不良问题。(3)研究提出了输电塔结构的两层面承载力分析与设计方法。引入输电塔结构极限承载力分析的EMRM,采用单元承载比定义了构件承载比,根据构件承载比迭代过程确定了高、低承载构件的判别准则,并利用首步和末步迭代分析结果求解构件安全系数和结构整体安全系数,根据截面强度和安全系数之间的正比例关系,按照预定的结构整体安全系数确定高承载构件的截面强度,使输电塔结构同时在构件和整体两个层面上满足承载安全要求,从而为定量设计输电塔结构整体承载力提供了良好的方法。(4)研究提出了输电塔结构的两层面承载力优化方法。以输电塔结构两层面承载力安全要求为主要约束条件,以均匀承载,即最大化结构承载比均匀度为优化目标,根据构件截面强度与构件承载比的反比例关系,建立了低承载构件截面强度的优化调整策略,提出了输电塔结构两层面优化设计方法,能提供承载安全性能和经济性能均优的结构设计方案。该优化方法不仅解决了结构整体承载力优化设计的难题,而且能够与传统的结构设计方法相融合。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU347;TU312.1

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【引证文献】
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