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专利号: 2020102457233
申请人: 重庆科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于惯性力法的常规输电塔设计风载荷计算方法,其特征在于具体步骤为:S1:确定常规输电塔所在地面粗糙度类别,设定10m高度处的平均分速 常规输电塔的总高度H;跟开b1;横担个数nc;横担平均外伸长度S2:构建常规输电塔的风荷载的计算模型,通过水平均布荷载作用下结构的挠曲线获得常规输电塔0°风向角的1阶侧弯振型φ1(z);

S3:根据荷载规范引入背景分量因子Bz(z),进而计算输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρx和脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρz;

根据荷载规范引入的共振分量因子R;确定地面粗糙度指数α;峰值因子gs;10m高度处的湍流度I10;

S4:根据地面粗糙度类别获取背景分量因子的中间变量γ的拟合系数kγ和aγ;根据常规输电塔的宽度、深度得到风振系数考虑整体外形变化的修正系数θv;根据常规输电塔的横担平均外伸长度、总高度、横担个数得到风振系数考虑附加面积的修正系数θa与风振系数考虑附加质量的修正系数θm的乘积θl;

S5:简化并得到剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的计算公式并计算得到对应的剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的θb(z);

计算得到横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θb(zI)和横隔面的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θb(zJ);

S6:根据塔身的实际高度值z,结合步骤S5对应得到的风振系数考虑局部外形变化的修正系数计算公式计算所述背景分量因子Bz(z),具体计算公式为:其中, θv是风振系数考虑整体外形变化的修正系数;θη是风振系数考虑脉动风空间相关性的修正系数;

其中,

S7:计算风振系数β(z);

S8:结合步骤S7的计算结果以及在等效振动惯性力作用下,得到风振系数表达式计算常规输电塔的设计风载荷fESWL(z);

其中,风振系数表达式为:

ω10为10m高度的平均风压;

其中,

H1(in)是输电塔1阶模态的频响函数;

为1阶振型的广义质量;

m(z)=m(0)μm(z);

Sf(n)为归一化风速谱, Iz(z)为z高度处的脉动风湍流密度;

I10为10m高度处的脉动风湍流密度;x′1为公式 中,n=n1时的取值,n1为输电塔的

1阶模态频率;

是脉动风速的方差;

ξ1是Sv′(x,z)通过频响后确定的,称为风振动力系数;

u1和ηxz1是与风场湍流特性和空间相关性有关的系数,分别称为综合影响系数和空间相关性折减系数;

r1(z)是与位置计算点有关的系数,称为位置影响系数。

2.根据权利要求1所述的基于惯性力法的常规输电塔设计风载荷计算方法,其特征在于步骤S2中,常规输电塔0°风向角的1阶侧弯振型φ1(z)表达式为:z为实际高度值。

3.根据权利要求2所述的基于惯性力法的常规输电塔设计风载荷计算方法,其特征在于步骤S3中,输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρx和脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρz的计算公式为:b为外轮廓宽度;

共振分量因子R的计算公式为:

其中,

n为脉动风速的频率。

4.根据权利要求3所述的基于惯性力法的常规输电塔设计风载荷计算方法,其特征在于步骤S5中,剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的计算公式为:横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θb(zI)计算公式为:横隔面的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θb(zJ)计算公式为:

5.根据权利要求1所述的基于惯性力法的常规输电塔设计风载荷计算方法,其特征在于步骤S7中的风振系数的计算公式为:其中,gs为峰值因子。