【摘 要】
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电力资源是重要的人民生活资源与国家战略资源,对人民安居乐业与国家发展有着十分重要的作用,为保证电力资源的高效运输与合理分配,越来越多的输变电项目被建立起来,其中变电构架因其具有高耸,大跨度,大柔度的结构特点,属于典型的风敏结构,其在动风荷载作用下会出现较大变形,而较大的变形对于输电线路的安全与变电构架本身的安全性都有较为不利的影响,之前的一些研究主要是针对变电构架的风向角与风振系数进行研究,取得了
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电力资源是重要的人民生活资源与国家战略资源,对人民安居乐业与国家发展有着十分重要的作用,为保证电力资源的高效运输与合理分配,越来越多的输变电项目被建立起来,其中变电构架因其具有高耸,大跨度,大柔度的结构特点,属于典型的风敏结构,其在动风荷载作用下会出现较大变形,而较大的变形对于输电线路的安全与变电构架本身的安全性都有较为不利的影响,之前的一些研究主要是针对变电构架的风向角与风振系数进行研究,取得了一定成果,本文在之前研究的基础上首次提出运用粘滞阻尼器对结构进行风振控制的思路,意在减少断线情况的发生与保证结构自身安全。本文首先对风荷载的数值模拟,高耸塔架结构风振响应和结构风振控制措施的国内外研究现状进行了综述,随后对本文中要采用的风荷载数值模拟方法与具体模拟细节进行了全面地演示。其次,为研究粘滞阻尼器对大型变电构架的风振控制效果,本文以内蒙古西部一1000kV大型变电构架为例,应用SAP2000有限元软件进行精细结构建模,并基于Matlab软件采用谐波叠加法模拟多段动风荷载的时程样本,将时程荷载加到对应节点处,随后对结构进行了模态分析与动风作用下的风振响应分析,深入讨论了结构的动力特性与结构在45°风向角动风作用下各格构塔响应特点与各格构梁响应特点。再次,本文设计了6种粘滞阻尼器布置方案,以典型节点的位移、加速度为风振控制指标。对比各方案在不同阻尼参数下的风振控制效果,并针对各个布置方案进行阻尼参数分析。结果表明在变电构架下部数层设置粘滞阻尼器并在地线柱与格构梁之间设置粘滞阻尼器的方案,是综合最优方案;且最优方案的风振控制效果对粘滞阻尼器参数比较敏感,控制效果不是随阻尼指数与阻尼系数的增大而线性提高的关系,对应不同的阻尼指数,阻尼系数存在较优值范围。随后演示了最优控制方案选取较优阻尼参数时,结构的风振控制效果。最后,对全文的主要工作进行总结,并得出本文主要结论,结合目前研究现状,对变电构架的风振控制措施做了进一步展望。
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