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风荷载下大跨越输电塔—线体系振动控制分析

王骞  
【摘要】:输电塔-线体系是重要的生命线工程。输电塔-线体系兼有高柔、大跨等特点,具有非常强的几何非线性,对风荷载非常敏感。风荷载是输电塔结构的主要设计荷载,风荷载作用下输电塔结构的风振疲劳和倒塌是输电线路经常发生的破坏形式。对风作用下输电塔-线体系振动控制进行研究具有十分重要的意义。 由于脉动风的存在,是大跨越输电-塔线体系产生了与静载作用下截然不同的动力响应。输电塔与输电导线的振动相互影响,使输电塔结构的风致振动更加复杂。本文基于SAP2000非线性时程分析,对济南某大跨越输电塔-线体系进行了风振控制分析。 本文的研究工作分为以下几个部分: 首先,根据风的基本特性和输电塔-线体系的几何特征,利用谐波叠加法模拟了适合输电塔-线体系动力分析的脉动风速时程。 其次,利用SAP2000建立了大跨越输电塔-线体系精细化的三维有限元模型,并对输电塔进行了动力特性分析。 再次,探索了悬挂质量摆和调谐质量阻尼器被动消能装置的作用机理,并在SAP2000中实现了调谐质量阻尼器和悬挂质量摆。分别计算了风荷载作用下两者的减振率,通过对比减振率选择更适合大跨越输电塔-线体系的风振控制方案。 最后,对调谐质量阻尼器进行了系统的参数分析。即令调谐质量阻尼器的质量比、频率比、阻尼比等参数在一定区间里变化,分析了相应的减振率变化趋势。通过对比,得出一组相对最优的减震装置参数。


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