【摘 要】
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1000k V特高压变电构架与传统的220k V、330k V、500k V和750k V等输电塔架相比,高度更高、跨度更大、结构形式更加复杂,具有轻质、高柔、小阻尼、低基频等特点。在强风作用下,构架结构会产生剧烈振动,是典型的风荷载敏感结构,且有关设计规范中未给出此类结构风荷载系数的取值,因此1000k V特高压变电构架的风荷载特性及风致响应研究具有重要的工程实践意义。本文通过高频天平测力风洞试
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1000k V特高压变电构架与传统的220k V、330k V、500k V和750k V等输电塔架相比,高度更高、跨度更大、结构形式更加复杂,具有轻质、高柔、小阻尼、低基频等特点。在强风作用下,构架结构会产生剧烈振动,是典型的风荷载敏感结构,且有关设计规范中未给出此类结构风荷载系数的取值,因此1000k V特高压变电构架的风荷载特性及风致响应研究具有重要的工程实践意义。本文通过高频天平测力风洞试验获得试验模型的气动力系数和体型系数,考察结构的气动特性,并基于气动力系数结果反推实际结构风荷载,施加给变电构架有限元模型,计算结构风致响应,进而利用关键节点的位移和加速度响应获得构架结构的风振系数,主要研究内容如下:(1)对1000k V特高压变电构架节段及整体的缩尺刚性模型进行均匀流、A类和B类地貌高频天平测力风洞试验,利用试验测得的基底剪力和弯矩计算节段及整体模型的气动力系数,重点考察不同地貌和风向下气动力系数时程统计特性及频域特性。(2)基于气动力系数的结果,通过风轴和体轴的函数关系计算节段及整体结构的体型系数,明确风场条件和风向角对结构体型系数的影响规律,并考察节段及整体结构的体型系数的占比关系,最后将风洞试验获得的体型系数与国内外相关规范取值进行对比,为此类结构体型系数取值提供建议。(3)通过气动力系数获得1000k V特高压变电结构的风荷载竖向分布,并将其施加到结构有限元模型上,计算构架结构的加速度和位移响应,并对构架不同位置关键节点的加速度和位移响应进行时程分析,统计特性对比,研究不同地貌和风向角下风振响应的对比关系。(4)利用峰值因子法,由构架不同位置关键节点的位移响应均值和均方根值计算结构不同高度处的风振系数,并对比了不同地貌下构架不同位置节点处的风振系数,为1000k V特高压变电构架风振系数的取值提供参考。
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