角鋼輸電鐵塔橫擔角度風荷載系數(shù)取值研究
發(fā)布時間：2020-12-10 01:38
完成了10 m/s、15 m/s和20 m/s來流風速下的2個角鋼輸電鐵塔橫擔模型風洞試驗,得到了19個風向角下橫擔的風軸阻力系數(shù),分析了橫擔角度風系數(shù)、橫線向和順線向風荷載分配系數(shù),構造了角度風系數(shù)函數(shù)并通過非線性擬合分析確定了擬合參數(shù)。在假定阻力系數(shù)相同的前提下,分別計算了由風洞試驗和規(guī)范確定的橫擔有效投影面積。將試驗確定的橫擔角度風荷載計算參數(shù)與國內外規(guī)范值進行了對比分析,提出了橫擔阻力系數(shù)、角度風系數(shù)和荷載分配系數(shù)的取值建議。中國規(guī)范計算橫擔阻力系數(shù)時,其計算式中的角鋼構件阻力系數(shù)(1.3)建議由單片桁架阻力系數(shù)代替;風向角為0°時的橫線向風荷載和風向角為30°時的順線向風荷載取值偏于保守。
【文章來源】：工程力學. 2017年04期 第150-159頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
橫擔角度風系數(shù)對比
膠投嗤ǖ佬藕挪杉?治魷低常?梢?實現(xiàn)天平六個力分量信號的同步采集。2.2試驗模型中橫擔寬高比b/a1.269，正面擋風系數(shù)0.260；下橫擔寬高比b/a1.595，正面擋風系數(shù)0.256。中橫擔節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達220cm，高度101cm。橫擔節(jié)段模型上端和下端分別按照原型做了補償段模型，以消除風洞邊界層的影響。中橫擔上補償段高32cm，下補償段高35cm，如圖3(a)所示。下橫擔節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達200cm，高度117cm。下橫擔上補償段高35cm，下補償段高50cm，如圖3(b)所示。中橫擔測力試驗模型照片如圖4所示。橫擔模型的阻力由圖4(a)整體模型阻力減去圖4(b)模型阻力得到。由于橫擔上平面對塔身與橫擔的連接面有一定遮擋效應，會使得小風攻角尤其是0°風攻角時的橫擔阻力測試值偏校但由于中橫擔和下橫擔上平面分別僅布置了三根和兩根水平連桿，其對塔身與橫擔連接面的遮擋效應較小，試驗中忽略了圖4(a)與圖4(b)模型中塔身與橫擔連接面阻力差異對橫擔模型阻力測試的影響。39.53811011022034.5(a)中橫擔(b)下橫擔圖3橫擔模型尺寸圖/cmFig.3Dimensionsofthecross-armmodel(a)橫擔+塔身+補償段(b)塔身+補償段圖4中橫擔測力試驗模型照片F(xiàn)ig.4Photosofthemiddlecross-armmodel上補償段橫擔塔身段下補償段塔身與橫擔連接面
154工程力學3試驗數(shù)據(jù)分析3.1試驗數(shù)據(jù)處理為了將試驗數(shù)據(jù)直接應用于原型結構，測量數(shù)據(jù)以無量綱的力系數(shù)和力矩系數(shù)表達。由于輸電鐵塔橫擔風荷載計算時只考慮氣動力，以下將僅對氣動力數(shù)據(jù)并進行分析。體軸坐標系及風向角的規(guī)定如圖5所示，風向角為來流方向與橫擔軸向的夾角，定義90°風時Y軸負方向指向來流，即此時模型受到的阻力為正值，X向右、Z軸垂直于X-Y平面向上。XCYCRCDCLC圖5坐標系及風向角定義Fig.5Definitionofthecoordinatesystemandthewindincidenceangle根據(jù)圖5所示的坐標系定義，各無量綱的力系數(shù)可按照下式求出：2/(0.5)iiCFVS(1)式中：iX、Y、Z，為體軸坐標系對應的三個主方向；Fi和Ci分別為i向氣動力及其對應的氣動力系數(shù)；V為來流風速，為驗證來流風速與角鋼橫擔模型阻力系數(shù)的無關性，分別取10m/s、15m/s和20m/s；為空氣密度，取1.225kg/m3；S為參考面積，取90°風向角時的橫擔模型迎風面投影面積，中橫擔和下橫擔的S值分別為0.0812m2和0.0638m2。將式(1)計算得到的體軸阻力系數(shù)XC、YC沿風軸坐標系方向投影，即可得到模型的風軸阻力系數(shù)DC和升力系數(shù)LC，DC和LC的計算式為：D(cossin)XYCCC,L(cossin)YXCCC(2)式中，為風洞試驗的風向角，即來流方向與橫擔軸向的夾角，風向角θ的間隔為5°。根據(jù)式(2)，橫擔風荷載合力力系數(shù)RC的計算式為：2222RXYDLCCCCC(3)圖5中的角度α為橫擔橫向風荷載力系數(shù)XC與風荷載合力力系數(shù)RC的夾角。3.2試驗結果分析1)阻力系數(shù)按照式(2)計算得到橫擔模型的風軸阻力系數(shù)，中橫擔和下橫擔模型的風
【參考文獻】：
期刊論文
[1]角鋼輸電塔桿件風壓及體型系數(shù)的風洞試驗研究[J]. 樓文娟,王東,沈國輝,金曉華. 華中科技大學學報(自然科學版). 2013(04)
[2]輸電鋼管塔體型系數(shù)風洞試驗研究[J]. 鄧洪洲,張建明,帥群,陳強. 電網技術. 2010(09)
[3]基于HFFB試驗的特高壓輸電塔風振響應分析[J]. 肖正直,李正良,汪之松,晏致濤,任坤. 工程力學. 2010(04)
[4]典型輸電塔塔頭風力特性試驗研究[J]. 張慶華,顧明,黃鵬. 振動工程學報. 2008(05)
本文編號：2907847
【文章來源】：工程力學. 2017年04期 第150-159頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
橫擔角度風系數(shù)對比
膠投嗤ǖ佬藕挪杉?治魷低常?梢?實現(xiàn)天平六個力分量信號的同步采集。2.2試驗模型中橫擔寬高比b/a1.269，正面擋風系數(shù)0.260；下橫擔寬高比b/a1.595，正面擋風系數(shù)0.256。中橫擔節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達220cm，高度101cm。橫擔節(jié)段模型上端和下端分別按照原型做了補償段模型，以消除風洞邊界層的影響。中橫擔上補償段高32cm，下補償段高35cm，如圖3(a)所示。下橫擔節(jié)段模型的縮尺比為1∶5，模型全寬達200cm，高度117cm。下橫擔上補償段高35cm，下補償段高50cm，如圖3(b)所示。中橫擔測力試驗模型照片如圖4所示。橫擔模型的阻力由圖4(a)整體模型阻力減去圖4(b)模型阻力得到。由于橫擔上平面對塔身與橫擔的連接面有一定遮擋效應，會使得小風攻角尤其是0°風攻角時的橫擔阻力測試值偏校但由于中橫擔和下橫擔上平面分別僅布置了三根和兩根水平連桿，其對塔身與橫擔連接面的遮擋效應較小，試驗中忽略了圖4(a)與圖4(b)模型中塔身與橫擔連接面阻力差異對橫擔模型阻力測試的影響。39.53811011022034.5(a)中橫擔(b)下橫擔圖3橫擔模型尺寸圖/cmFig.3Dimensionsofthecross-armmodel(a)橫擔+塔身+補償段(b)塔身+補償段圖4中橫擔測力試驗模型照片F(xiàn)ig.4Photosofthemiddlecross-armmodel上補償段橫擔塔身段下補償段塔身與橫擔連接面
154工程力學3試驗數(shù)據(jù)分析3.1試驗數(shù)據(jù)處理為了將試驗數(shù)據(jù)直接應用于原型結構，測量數(shù)據(jù)以無量綱的力系數(shù)和力矩系數(shù)表達。由于輸電鐵塔橫擔風荷載計算時只考慮氣動力，以下將僅對氣動力數(shù)據(jù)并進行分析。體軸坐標系及風向角的規(guī)定如圖5所示，風向角為來流方向與橫擔軸向的夾角，定義90°風時Y軸負方向指向來流，即此時模型受到的阻力為正值，X向右、Z軸垂直于X-Y平面向上。XCYCRCDCLC圖5坐標系及風向角定義Fig.5Definitionofthecoordinatesystemandthewindincidenceangle根據(jù)圖5所示的坐標系定義，各無量綱的力系數(shù)可按照下式求出：2/(0.5)iiCFVS(1)式中：iX、Y、Z，為體軸坐標系對應的三個主方向；Fi和Ci分別為i向氣動力及其對應的氣動力系數(shù)；V為來流風速，為驗證來流風速與角鋼橫擔模型阻力系數(shù)的無關性，分別取10m/s、15m/s和20m/s；為空氣密度，取1.225kg/m3；S為參考面積，取90°風向角時的橫擔模型迎風面投影面積，中橫擔和下橫擔的S值分別為0.0812m2和0.0638m2。將式(1)計算得到的體軸阻力系數(shù)XC、YC沿風軸坐標系方向投影，即可得到模型的風軸阻力系數(shù)DC和升力系數(shù)LC，DC和LC的計算式為：D(cossin)XYCCC,L(cossin)YXCCC(2)式中，為風洞試驗的風向角，即來流方向與橫擔軸向的夾角，風向角θ的間隔為5°。根據(jù)式(2)，橫擔風荷載合力力系數(shù)RC的計算式為：2222RXYDLCCCCC(3)圖5中的角度α為橫擔橫向風荷載力系數(shù)XC與風荷載合力力系數(shù)RC的夾角。3.2試驗結果分析1)阻力系數(shù)按照式(2)計算得到橫擔模型的風軸阻力系數(shù)，中橫擔和下橫擔模型的風
【參考文獻】：
期刊論文
[1]角鋼輸電塔桿件風壓及體型系數(shù)的風洞試驗研究[J]. 樓文娟,王東,沈國輝,金曉華. 華中科技大學學報(自然科學版). 2013(04)
[2]輸電鋼管塔體型系數(shù)風洞試驗研究[J]. 鄧洪洲,張建明,帥群,陳強. 電網技術. 2010(09)
[3]基于HFFB試驗的特高壓輸電塔風振響應分析[J]. 肖正直,李正良,汪之松,晏致濤,任坤. 工程力學. 2010(04)
[4]典型輸電塔塔頭風力特性試驗研究[J]. 張慶華,顧明,黃鵬. 振動工程學報. 2008(05)
本文編號：2907847
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