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输电线路铁塔设计
towerdesign






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帖子 359
2003-12-14 09:04    QQ 顶部


本人熟悉输电线路铁塔设计,有其他国家输电铁塔的标准,特别熟悉国际招标的铁塔设计,欢迎同行交流经验。如果有需要资料的请联系。
benteng1000






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帖子 8
2004-1-2 11:02    顶部


能否将输电塔各种塔头外型尺寸的确定方法告诉我,在下急需使用。比如猫头塔的外型尺寸如何确定,以及酒杯塔等!!!
发送到信箱 wangyi1997@163.com
towerdesign






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帖子 359
2004-1-2 11:42    QQ 顶部


按照规范的电气间隙要求做出间隙图,然后塔头布置就出来了。
  
做间隙图,有初等数学知识就足够了。
  
塔头控制尺寸出来后,接下来就是构件的布置,这就需要经验了。
绝云气






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帖子 94
2004-2-16 11:27    QQ 顶部


请教楼主一个问题:
  
一般输电塔在使用中经常出现的问题是什么?我是指结构方面的,比如某些构件失效等。另外对于大跨越的高塔,塔中导线支撑部位是否普遍存在构件疲劳破坏的现象?我是指因为导线舞动引起振动而导致的疲劳破坏。
  
之所以想起这个问题是因为前年读过一篇文献,文中介绍说北美地区的大跨越的输电塔的导线支撑肢破坏的现象较多。但相关内容在国内的文献涉及很少,现今我也没有找到。
  
还望不吝赐教
towerdesign






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帖子 359
2004-2-16 16:11    QQ 顶部


实际工程中经常出现的是倒塔事故中因疲劳破坏引起的还没有见到。这可能和我国大跨越相对较少,历史较短有关。事故往往是设计有问题,施工拉线布置不当,构件被盗窃,加工搞错材质等引起。
  
导线舞动引起的振动要经过金具,瓷瓶,金具,然后才到铁塔上。这样导线舞动的时候,经过长长的瓷瓶串,到底能有多大的影响呢?北美的情况不熟悉,推测是低电压等级的跨越,瓷瓶串可能较短。我国的大跨越往往是高电压,低压跨越造价高不合算。我指的低压是110KV以下。  
  
另外,铁塔和瓷瓶串连接首先是金具(U型螺栓),挂线板,然后才是角钢。疲劳破坏对金具影响可能不会出现,因为金具是可以转动的。挂线板可能性大一点,实际工程设计中,挂线板都比较厚,大,安全储备充裕。角钢的疲劳破坏可能性也不大,因为是通过螺栓连接,要破坏还要从螺栓上开始,螺栓和螺空有空隙,位置不固定,推测可能性也不大。  
  
我国和外国不一样,运行部门经常清理瓷瓶,即使有什么问题,也会发现。不像外国很少上塔检查。  
  
国外早期的铁塔在横担端部会不会有焊接的构件,那要的话,疲劳就有可能发生。  
  
另外,北美的设计,和工程师经验关系极大,不排除导线张力的选择有问题。我们国家对年平均气温下的导线张力有限制,这也是对疲劳破坏一个有力的措施。  
  
如果导线张力选择不当,会使得导线有可能在线夹出口处产生疲劳破坏,这在工程上可以通过设置防震锤,预绞丝,特殊线夹,限制出口夹角等措施预防。这个题目国内也有很多的研究。
  
以上只是我的推测,供您参考。
shihezi






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帖子 123
2004-2-20 09:47    顶部


大家好!我是今年结构专业的毕业生,课题方向是大体积混凝土,即将去一家电力设计院做输电塔的设计工作,可以说目前对该方向知之甚少,希望能得到大家特别是版主的帮助,怎样才能尽快的上手,能否给小弟推荐基本有关这方面的资料,版主能否提供一些资料,现在这谢谢大家了!以后有什么不懂的地方还希望多得到大家的帮助!我的email:zycxjtu@126.com  qq:26313290.
towerdesign






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帖子 359
2004-2-20 10:35    QQ 顶部


祝贺你很快就要走上工作岗位。你说的题目要说小不小,说大不大,我的建议如下:
  
1.电力院的结构设计只是结构的一个分支,理论基础还是一样,所以上班后多对照工程实践,注意规程,规定和理论的区别和联系,明白为什么会是那样。
2.上班后资料会给你配备的,当然要研究透彻,搞明白。
3.大量的日常工作并不是铁塔设计,有的院很多年都不会碰上设计铁塔的事情,主要是套用验算,这同样需要你基础扎实,经验丰富。
4.除铁塔设计外,基础设计是一个很日常的工作。
5.现在电脑使用特别广泛,不要太迷信软件,但是也要熟练掌握所使用的常用软件。
6.注意学习一些电气知识,虽然有些工作由电气专业完成,但是明白道理也是必要的。同样工程地质,工程测量,概预算等也要去了解。
7.一个好的工程师,严谨的工作作风很重要,注意实践中培养。从小的地方做起,如计算书书写,图纸绘制等等。这有血的教训,以前某个大院由于一根杆件设计不对,导致刚毕业的电校学生从铁塔横担上掉下来丧失宝贵的生命。
  
参加工作后,有什么问题,欢迎来论坛交流。
aszld






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帖子 5
2004-2-22 16:46    QQ 顶部


   承揽各种铁塔制图及放样 QQ:407131030
aszld 修改于2009-04-08 15:49
xerofox






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帖子 16
2004-3-17 15:27    顶部


(请注意不要重复发贴),建议给出okok的链接地址避免重复发贴。   
  
行业快讯
请访问网址:www.xerofox.com
  
本期中心:铁塔内力分析
本期要目:
* 什么是非线性有限元分析
* 铁塔内力分析软件(TSA)功能简介
* TSA中处理多本体多接腿、高低腿
* TSA与TMA的集成  
  
1、什么是非线性有限元分析
  在通常的线性有限元内力分析中,是基于这样假设的:1) 承力体中任何一个单元不管受压力还是受拉力,其弹性模量
  
(系数)都保持不变(称之为线弹性);2)承力体不管承受多大的荷载,承力后其变形不造成任何一个单元的旋转(只作
  
刚体运动和内部变形)。如果承力体中有柔性单元(如拉索、扁铁等不能承受压力的单元),则承力体受先遇到的就是材料
  
非线性问题;其次如果承力体较高较大,累积位移造成顶部单元有明显旋转角度时,在分析过程中还会有几何非线性问题的
  
出现。如果在有限元分析过程中,程序考虑了承力体材料非线性和几何非线性两方面的问题,则称之为非线性有限元分析。
  通常情况下,对于可简化为桁架系统的自立式铁塔, 1)杆件在有效荷载范围内处于线弹性,2)由于相对位移(变形
  
)较小,对每根杆件所造成的偏转角度也很小,受力分析可忽略不计,故而线性分析就足够了。但如果铁塔中存在拉线、扁
  
铁等柔性单元或铁塔较高、悬臂较长,且由于荷载较大造成顶部杆件有明显转角时,线性分析造成的误差有时就不可忽略不
  
计了。因此对于存在材料非线性和几何非线性问题的铁塔,建议使用非线性有限元分析。
2、铁塔内力分析软件(TSA)功能简介
* TSA具有非线性有限元分析的功能。可以直接处理拉线塔及大型铁塔中节点大位移的问题。具体来说,由于拉线及节点大
  
位移在线性有限元分析中带来的误差,在TSA的非线性处理模块中,用户可以不必考虑。
* TSA可以对铁塔内平面节点处进行更精确的处理。TSA模型中塔架不是一个简单的桁架系统,尤其是存在平面节点处,TSA
  
将部分杆件考虑为简化梁,而不完全简化为桁架,TSA对平面节点的处理更准确,更符合实际情况。  
* TSA可以对内力分析过程进行完整跟踪,并生成详细的过程文件。  
* TSA与我公司另一产品TMA(铁塔绘图与放样软件)同根同源,无缝集成。用户在利用TSA设计完毕,即可直接转到TMA软件
  
中进行绘图和放样的工作,节省了绘图放样时的二次或三次输入问题,极大的提高了生产效率,操作简单、方便、明了、易
  
懂。  
* TSA内置了节点自动编号模块,勿需手工编写节点号。TSA中节点的编号是由系统动态设定的,用户不必如市场上现有的铁
  
塔内力分析软件那样手工在一系统列规则下进行编号。  
* TSA简捷方便的多塔高多接腿多工况间迅速切换操作方式。TSA有一套独创的以配材号为基础的多塔高多接腿的处理机制。
  
该机制好学易懂与TMA软件完全兼容,操作极为方便。  
  
* TSA完全符合电力行业铁塔设计最新标准。
《110~500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092-1999)
《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》 (DL/T 5154-2002)  
* 适用范围广
电力设计院设计各种类型电力铁塔;邮电、铁路设计院设计通讯塔、电视塔、避雷塔、拉线塔、移动塔、工艺装饰塔等;铁
  
塔厂局部更改设计后进行验算;  
3、TSA中处理多本体多接腿、高低腿
  TSA在TMA处理多本体多接腿的基础上更上一层楼,进一步对构件配材号概念规范化。配材号相比以往根据节点编号来区
  
分,概念明晰,浅显易懂;规则简单易学易记;并且TSA中还以一个树的形式显示出来。用户可以直接在TSA模型树(如右图
  
所示),通过鼠标操作在TSA各本体、各接腿及高低腿间在1秒钟内完成切换。且TSA的图形显示是基于TMA的三维图形显示平
  
台,用户的所有建模操作都是在一个三维空间中通过交互操作完成,迅速快捷。
4、TSA与TMA的集成
  TSA在提高设计水平的同时在系统集成方面,TSA和我公司的另一铁塔绘图放样软件TMA实现了无缝集成。如果使用人员
  
同是TSA和TMA的用户,那么使用人员可以彻底免除,绘图放样时铁塔模型及计算数据重复输入的繁琐劳动。从这个层面上讲
  
,TSA与TMA共同开创了新一代铁塔设计软件的标准,推进了输电铁塔设计的发展,并在该领域达到了国际先进水平。
  
TSA软件价格
  [TSA1.0] 20000元/套
售后服务
  北京信狐天健公司有一整套有关TSA软件的培训、升级、技术服务、疑难解答方案。用户购买TSA软件后,培训由信狐天
  
健公司负责,且可派技术人员上门培训。
  
选定TSA    提高生产力
  
电邮箱地址:
jinhe@xerofox.com     postmaster@xerofox.com

lxjccy






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帖子 88
2004-3-23 09:04    顶部


请TOWERDESIGN介绍一下,输变电及送电工程中结构都有哪些工作量,有没有好的专业书籍推荐。谢谢。
towerdesign






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帖子 359
2004-3-24 00:39    QQ 顶部


请参考:
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=7586&h=1&bpg=1&age=-1
  
其中:
3、 高压送电线路设计手册,东北电力院,吉林出版社,1976  
已经有新版本了,1976是老版本。电力书店有出售。
  
送电线路结构主要工作就是设计杆塔和基础。上面的书既可以作为入门书籍,也可以作为工具书。如果要深入研究,这方面中文书籍比这本深的还没有,建议阅读有关土木工程图书,也可以查阅一些博士硕士论文,不过实用价值不大,研究的居多。外文扎实的话,可以找美国的出版物阅读,主要是ASCE关于输电线路杆塔和基础的有关出版物,大约几十种文献可供你选择。也有英国的书籍,欧洲的标准等。
  
发贴注意首先在论坛上搜索。
ajde






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帖子 65
2004-6-19 13:57    顶部


厉害,请问towerdesign兄,你是哪个电力院的?不知道方便不方便回答
towerdesign






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帖子 359
2004-6-19 14:35    QQ 顶部


我已经从电力设计院离职有些时间了。目前是自由人。不太方便讲“出身”,还忘见谅。
  
虽然有特殊性,如荷载计算,杆件选取等,但是无论如何,我感觉电力杆塔结构只是土木结构的一个分支而已。最基本的东西还要从钢结构去着手。
mike zhao






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帖子 66
2004-6-21 20:24    顶部


towerdesign所说“导线舞动引起的振动在工程上可以通过设置防震锤,预绞丝,特殊线夹,限制出口夹角等措施预防”。我对这些被动控制措施的控制效果表示怀疑。大跨越高压输电塔线体系(如江阴500kv输电塔线结构体系)在强风、地震等动力荷载作用下,如果导线舞动足以引起绝云气所说的导线支撑肢疲劳破坏的话,由于导线和输电塔之间的耦合振动作用,导线的舞动将加剧输电塔上部结构的振动,反过来,输电塔上部结构的剧烈振动反过来也会对导线舞动产生不利影响。两者复杂的耦合振动作用单靠上述预防措施很难保证安全。如何解决上述难题,同济大学王肇民的博士生论文有相关的控制方法,但是仅限于理论,且方法也没什么大的突破。本人也想做这方面的课题,一方面,本人做这一块的设计不多,仅在理论上有所肤浅的认识;另一方面,输电塔线结构体系由于其特有的复杂性和非线性性,系统识别困难(一般的模型假设条件太多,精度不高)。不过,我有个想法:在输电塔线连接附近一定区域,每隔一段距离将平行的导线用刚性杆连接,以加强导线的整体刚度,然后用具有适当尺寸和初应力的纤绳对称连接导线与输电塔,如同桅杆设计中杆身和纤绳的设计原理,只是将输电塔视为较大刚度的刚性地基(因为输电塔的振动控制要容易的多,例如TMD、AHD以及基于MR阻尼器的半主动控制等)。此外,能否用MR阻尼器控制装置等效为具有一定初应力的纤绳,利用导线和输电塔之间的相对位移充分耗散振动能量,从而最大程度上减小两者的耦合振动,一方面减轻绝缘子的受力负担,降低其在反复振动中发生疲劳破坏的可能性,提高其使用寿命;另一方面,可以控制导线的大幅度舞动,避免导线无限制的舞动引起输电塔的大幅度振动,保证输电塔的整体稳定性,同时也降低了输电塔发生疲劳破坏的可能性。由于不知道具体设计中上述方法能否实现,且输电塔视为刚性地基的假设是否合理很值得探讨与分析,不知道towerdesign老前辈能否指点迷津,看是否能进一步按上述思路继续研究下去?当然,输电塔线结构体系的系统识别可以考虑采用基于智能理论(如神经网络、遗传算法等)的识别技术,先学习后使用加以解决。
towerdesign






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帖子 359
2004-6-22 10:43    QQ 顶部


实际工程中,因振动引起的破坏资料很少,研究的人也少。以后也许会多起来的。目前我还没有阅读到这类文章,也没有在工程设计中考虑。
  
如果研究振动引起支撑肢的疲劳破坏,我感觉有几个问题首先要明确:
  
1.振动引起的疲劳破坏究竟是低风速下严重还是大风时严重。
2.疲劳破坏的研究对象是铁塔的哪些构件?
3.导线舞动的观测资料是否齐全。
  
金具,导线,角钢?支撑肢的概念应进一步明确,我们通常说的支撑肢是在线性分析时那些不受力的构件,这些构件的设置主要是减小受力构件的长细比。如果没有受力,或者受力很小,疲劳破坏也就无从谈起。
  
横担的玄杆是受力杆件,但是其规格决定于纵向荷载也就是假定的事故断线工况以及安装紧线工况。正常大风在玄杆中产生的内力不大。大风主要控制铁塔四个角的主材规格。我推测,大风的时候即使导线舞动,但是到了主材上,恐怕作用就不明显了。
  
你可以按照你的思路研究下去。往往是当局者迷。我们经常做铁塔设计的往往看不到自身的问题。
  
王老师博士的论文,手边如果有的话能不能给我看看?工作20年了,也没有进一步学习新的知识,能否推荐一些书籍,好以后和你们能有共同语言。
  
有时候我很迷惑,为什么工程中许多实际问题没有人去研究,是不是觉得太简单?比如,铁塔的承载能力。现在新铁塔做破坏试验的很多,特别是国外的项目。每次要达到既节省钢材,又满足试验要求真是头疼。
  
铁塔试验是将极限荷载施加在真型铁塔上,验证设计。最好的设计就是100%荷载的时候抵抗3分钟再破坏。实际上,往往不是70-80%破坏就是120%后还拉不倒。
  
建议以后博士论文多些这类题目。解决实际工程问题。
zhdsh






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帖子 68
2004-6-22 20:29    顶部


编辑:您好!我最近在研究输电铁塔的受力性能,特别是几何非线性方面的。想请教您,发达国家设计输电铁塔时是否考虑材料和几何非线性?您觉得什么时候什么情况下应该考虑材料或几何非线性?谢谢!希望有机会能和你交流。
towerdesign






积分 860
帖子 359
2004-6-23 00:51    QQ 顶部


通常发达国家在设计输电铁塔时候采用线性分析很普遍。当然也有采用非线性分析方法的,包括材料非线性分析。
  
我认为当你需要验证铁塔设计以便减少真型试验的时候应该考虑进行非线性分析。国外已经有这样的软件,同时考虑几何非线性和材料非线性。
lovenike521






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帖子 1
2004-7-14 11:37    QQ 顶部


你好,我有以下几个问题想请教以下,望不吝赐教。谢谢!
   1.塔身坡度设计有那些原则?需要注意什么问题。
   2.计算塔身风压时风压段的划分原则?
   3。铁塔杆件的统材原则是什么?
    4.挂点设计的原则和注意事项
    5.铁塔实试验的注意事项
这里先谢谢了,我的E-MAIL:lovenike521@163.com
towerdesign






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帖子 359
2004-7-14 13:52    QQ 顶部


共同探讨:
1.塔身变坡可以带来一定的重量减轻效果。但是要注意变坡处构件的受力状况和计算结果会有一定的出入。
2.塔身风压的计算分段大约6米左右一段即可,长点短点都可以。风压本身就存在很多的假定,所以计算太细也没有必要。按照结构的自然分段即可。
3.杆件的统材是指相似的杆件放在一起。长度,约束,位置等有相似性。如主材按照计算分段很多,但是实际上不可能1米多一段,需要6米多一段。这样这些主材就可以统在一块。计算程序会自动将他们放在一组。
4.挂点的设计,如果是加工图的话要考虑到安装孔的设置。和金具的连接如果是搞设计的,应该没有什么难的,对照金具图即可。
5.铁塔试验,当然要通过为原则了,即不能太高,也不能太低。注意荷载和材料强度的考虑。注意和试验站联系,询问加荷的细节。试验塔应该考虑一些方便加荷的设置。荷载试验顺序的安排。
spectator0857






积分 1
帖子 1
2004-7-28 21:02    QQ 顶部


towerdesign,我现在设计一个干字型转角塔,手里有一本只有单线图的设计手册,但是杆件之间怎么连接,从哪里分段比较合适,都不是很清楚,请您这位高手指点一二,在此先谢谢了
towerdesign






积分 860
帖子 359
2004-7-28 21:38    QQ 顶部


主材节间长度1.5米左右即可.
斜材交叉布置即可.
下部可以用K型结构.
铁塔高度不太高的话,在塔身中间布置一个水平横隔.
跟开根据弯距估算,或者参照类似铁塔.
kangkang






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帖子 135
2004-7-29 09:42    QQ 顶部


关于输电塔的全过程精确分析,香港城市大学建筑系的讲座教授Prof. Kitipornchai以前做过大量的工作,开发了一套程序,考虑了角钢截面的不对称性,构件的偏心连接,材料塑性和几何非线性,其极限荷载分析的结果和全尺模型试验的结果非常一致,如果需要这方面的阿信息,我也可以帮助你查询获得。
kangkang1979love@163.com
kangkang






积分 157
帖子 135
2004-7-29 09:52    QQ 顶部


我想请问Towerdesign,国内的输电塔规范是不是也是假设所有的角钢构件都只承受轴向力,然后根据这个轴心力和经验公式来一个单元一个单元的校核其承载力,其中次要Bracing的构件都不考虑其对主构件受力的影响,而是通过对有效长度的调整来考虑这些Secondary Bracing的影响。
我知道的英国规范和美国ASCE Manual 52的设计思想是这样的。
towerdesign






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帖子 359
2004-7-29 10:17    QQ 顶部


国内也是这样.
huangtb






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帖子 18
2004-8-11 22:37    顶部


请看广州珠江外资建筑设计院黄彤斌高工发表在第15届高层会议上的论文,其中对钢塔的力学分析作了详细论述。节选如下:
超高层建筑上钢塔的力学分析及机械节点作法
1. 带装饰钢塔的整个结构的整体分析
    在广西区工商银行信托公司综合楼装饰钢塔的分析过程中,为了分析装饰钢塔对整体结构的影响,我们应用中国建筑科学研究院研制开发的三维杆件空间分析程序SATWE对整体结构分别进行了带钢塔和不带钢塔两种情况下的整体计算。在进行整体分析时,采用的方法为:
1.1  荷载的取法
    广西区南宁市地处6度设防区,水平控制荷载为风荷载(在本工程中不考虑地震荷载效应).根据《高耸结构设计规范》GBJ135-90(下面简称《高耸规范》)及《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(下面简称《荷载规范》)进行荷载取值。因为SATWE程序中的风荷载取值方法不是针对天面顶上无围护结构的装饰钢塔,然而可用SATWE生成风荷载,然后再修改风荷载值,将杆件所受的风荷载等效为节点荷载。
3.2  整体计算与设计方法
3.2.1 计算模型的确立
    应用三维空间杆件分析程序SATWE的前处理程序PMCAD图形输入整个结构(包括2层塔楼),然后根据下述原则修改数据文件:
    (1)将装饰钢塔与下连塔楼视为刚接;
    (2)将装饰钢塔外围粗大斜杆视为斜柱,水平杆件视为平面内梁,按等刚度和等质量的原则,将钢塔杆件转化为薄壁筒体;
    (3)导荷载后,按SATWE计算模型修改风荷载。
    整体计算后,再按得到的内力进行钢塔设计.
3.2.2 计算结果
  
              表1            结构计算15阶周期对比表
  周期(秒)   不带钢塔的整体结构     带钢塔的整体结构
第1周期      0.23666E+01      0.23507E+01
第2周期      0.21155E+01      0.21019E+01
第3周期      0.11062E+01      0.10997E+01
第4周期      0.63857E+00      0.63277E+00
第5周期      0.56269E+00      0.55786E+00
第6周期      0.39396E+00      0.39106E+00
第7周期      0.32409E+00      0.32129E+00
第8周期      0.27715E+00      0.2743E+00
第9周期      0.25174E+00      0.24961E+00
第10周期      0.20415E+00      0.20158E+00
第11周期      0.18336E+00      0.17498E+00
第12周期      0.17721E+00      0.17341E+00
第13周期      0.17051E+00      0.13597E+00
第14周期      0.13790E+00      0.13257E+00
第15周期      0.13336E+00      0.12215E+00
       
              表2           结构计算基底内力对比表
   基底   不带钢塔的整体结构     带钢塔的整体结构
  Qxo(kN)        1126.28        1491.43
  Mxo(kN-m)        50060.00        50898.00
  Qyo(kN)        1071.06        1466.89
  Myo(kN-m)        49209.00        50034.00
  
结论:
    1. 天面顶装饰钢塔的存在没有改变整体结构的受力性能,特别是对整体结构的空间刚度影响不大;
    2. 通过SAP84与SATWE计算结果对比分析可知,装饰钢塔杆件内力由两种软件计算相差不大,说明在合理计算模型的条件下,按等刚度和等质量的原则等效钢塔杆件是使用SATWE计算天面顶钢塔杆件内力的正确方法;
    3. 由此,我们提出解决带钢塔的高层建筑的内力分析方法,即应用SATWE程序对结构进行整体分析计算,得到钢塔杆件内力作为参考;同时应用SAP84程序对装饰钢塔进行有限元分析计算,据以作为装饰钢塔杆件截面选择的设计依据。
2. 钢塔的力学分析
本钢塔受的水平力主要为风载,不考虑地震作用。由于是空间桁架结构,采用SAP84[1]微机结构通用程序中的三维框架单元进行周期和内力的计算。用SAP84应用程序进行计算时,把钢塔按刚接桁架计算,因为实际钢塔节点为焊缝和螺栓连接,具有很大的刚性,接近刚接,故计算时节点应按刚接考虑。以往手算时,一般按铰接桁架计算,是因为钢桁架中通常各杆件的截面高度都较小,仅为长度的1/15(腹杆)和1/10(弦杆)以下,抗弯刚度较小,按刚接计算引起的弯曲应力相对于轴心力引起的应力较小,且杆件轴心力也与铰接桁架计算结果相差很小,故按计算较为方便简易的铰接桁架进行计算,这实际只是对刚接桁架的近似,较正确的模型还是刚接桁架。现在计算机上电算,无论用刚接、铰接模型,处理上都困难不大,故本钢塔用SAP84按刚接桁架计算。
2.1 整个计算和设计步骤如下:
2.1.1 估计钢塔的内力分布状况,初定各杆件截面。
此步估计准确与否,初定的截面合适与否,要视设计者的经验和力学分析能力而定,但这也无关紧要,合适的截面可以在以下的调整步骤中逐步修改实现。
   
2.1.2 按SAP84输入数据要求,给节点及单元编号后,输入各节点坐标,定义各单元,并加上支座约束条件和单元内力约束条件,正确地输入整个结构的几何和物理信息。
对钢塔进行独立分析时,假定塔底八根立杆底端为固定端,由于建筑物在风载作用下,顶端位移很小,故这一假定与实际较为相符,分析结果不会有很大误差。
2.1.3 用SAP84计算结构的自振周期。
分析选用振型时,要注意剔除对结构整体影响不大的局部振型,选取适当的自振周期以进行作用在钢塔上的风荷载的计算。
2.1.4 计算作用在钢塔上的风荷载。
用拟静力法计算风荷载作用下钢塔结构的内力。计算钢塔的风荷载时,为方便起见,以面积较大的正立面投影作为迎风面进行计算,并考虑到这并非最危险情况,应在选定杆件截面时控制其安全度有适当的富余。由于杆件系统有限元程序的特点,为简化SAP84程序荷载数据的输入,在保证工程上有足够安全度的前提下,把作用在结构上的荷载全部按横杆节点上的等效集中力输入。具体处理如下,取以某横杆节点相连的所有杆件的一半长度所受的风载的合力作为作用在该节点的集中力,塔顶立杆的受力则折算为作用于塔顶筒的集中力和力偶,其中力偶以两个相隔一定距离的反向集中力的形式来表示,而在结构的几何数据中,立杆不予输入。风压标准值按《高耸规范》)及《荷载规范》的有关规定进行计算。根据《高耸规范》第三章第二节《风荷载》的公式,作用在高耸结构单位面积上的风荷载标准值为
w=bzmsmzmrw0               
上式等号右边5项参数的计算取值分别如下:
(1)基本风压 w
南宁的基本风压为0.35kN/m2,因该钢塔是底端标高为+96.700m且自身全高为43.7m (包括端部的立杆)的高耸结构物,故按高层建筑取计算时的基本风压为
w=1.1[$acute]0.35=0.385 kN/m2
(2)重现周期调整系数 mr
按一般高耸结构取 mr=1.1
(3)风压高度变化系数 mz
地面粗糙程度按B类,查《高耸规范》的表3.2.5,求得各相应标高处的mz值。
(4)风载体型系数ms
先计算迎风立面的挡风系数j,挡风系数为该立面所有杆件的挡风面积和立面总外轮廓面积之比,求得该钢塔的挡风系数为0.426。再根据挡风系数j,由《高耸规范》的表3.2.6,按塔架风向①可查得ms值。
(5)风振系数 bz
按《高耸规范》公式(3.2.8),
bz=1+xe1e2
计算。其中x是与结构基本自振周期有关的参数。由前求得的自振周期T计算 w0T2,再由w0T2值查《高耸规范》表3.2.8-1,则可求得x值。
查表3.2.8-2,可得各相应标高处的e1值。
查表3.2.8-3,可得各相应标高处的e2值。
再由x、e1、e2 ,可得各相应标高处的bz 值。
由以上5项参数,则可计算相应标高处的风压标准值。于是,再由杆件迎风面积可计算各横杆节点处的等效集中力。
2.1.5  在SAP84输入文件中,加入节点荷载数据后,进行内力计算,并用SS88程序块校核截面。
SS88的输出结果中包含各杆件的安全度,据此可调整不合适的截面。                                    
2.1.6 重复步骤3~5,反复调整不合适的截面,直到所有杆件截面的安全度均大小适度为止。
至此,则可完全确定各杆件截面,完成截面的选取工作。
2.2 计算结果及分析
1、为比较交叉腹杆在交叉点处连接成为一刚接点与在交叉点处不连接而互相错开两根独立杆件,这两种情况的受力状态的不同,以两组相应的输入数据用SAP84进行了对比计算。计算结果表明,两种情况下各杆件的内力基本相同,前者在交叉点处的弯矩很小,而轴力则与后者非常接近。因此可以忽略这两种情况的差异,在以后的计算中,笔者只取后者为交叉腹杆的连接条件。
   
图4 标高+101.50,+107.70,+113.90处
预应力连杆平面示意图
2、为比较横膈中加与不加预应力连杆时对整个结构的影响,以两组相应的输入数据用SAP84进行了对比计算。计算结果表明,加了预应力连杆,对减少某些受力较大杆件的内力起到了有效的作用。故在实际结构中以预应力连杆为横膈,施加的预应力以结构受风载作用时连杆不出现压杆为度,预应力连杆示意图见图4。
3、考虑到标高+101.500m处竖弦杆与斜弦杆以法兰盘连接,可能会有较大的位移,故把该处节点视作铰接作了一组对比计算。各杆件截面的选取以在这两组计算中强度和刚度均满足条件为控制原则。所有杆件截面均调整到满足要求时,节点全部刚接的输入文件名为TW,标高+101.500m处的弦杆节点为铰接的输入文件名为TWJ。
4、下面分析TW和TWJ文件计算周期的结果。
TW和TWJ文件,每个文件共计算5组振型,结果列表如下:
   文件  振型  周期T(s)
  1  47.90
  2  30.19
TW  3  19.34
  4  4.44
  5  4.13
  1  47.89
  2  30.20
TWJ  3  19.34
  4  5.67
  5  5.29
  
由各振型图可见,振型1、2、3分别为三个较柔的横膈连杆呈锥形上下振动,容易判断,这三种振型为局部振型,对整个钢塔结构影响不大,可以剔除。第4振型图则与实际受风载作用时的变形图相似,为整体振型,故进行风载计算时,最后按周期T=5.67s(对TW情况偏于安全)取值。
5、由SS88对TW文件的校核结果可知,钢塔结构中所有受压腹杆长细比均超出限值,且部分受压腹杆安全度小于1。这是因为交叉腹杆按柔性杆设计,设计思想是,结构受力时,受压腹杆考虑为退出工作,不参与受力。而SAP84为弹性有限元程序,SS88程序块只能判断杆件是否失稳,而不能在杆件失稳时使其退出工作,程序认为它仍然承受部分内力,从而影响了受力分析的准确性。为此,人为地将受压腹杆去除,再进行一组计算,其文件名为TWT。检查剩下杆件的强度和刚度,若不满足要求则调整截面。对文件TWJ也作同样的处理,去除受压腹杆的文件名为TWJT,计算并调整杆件截面,直到所有杆件强度、刚度均满足要求。风载作用时,钢塔各杆件拉、压内力分布见图6,其中虚线表示压杆,实线表示拉杆。图7为去除受压腹杆后的计算模型。至此,则可完全确定全部杆件的截面尺寸。
1、考虑到高空焊接的困难,对吊装弦杆后才能够安装的构件采用法兰盘连接,法兰盘的连接螺栓用高强螺栓,以减少它们之间的相对滑移,使这些节点实际上尽量接近刚接。法兰盘大样见图8。
2、横膈的预应力连杆采用花篮螺栓连接,通过旋紧花篮螺栓来达到施加预应力的目的。
3、为减少安装的复杂性,方便施工,安装时调整交叉腹杆在交点处错开,避免了在交叉点处将一根杆件断开再进行连接的麻烦。
4、三钢管格构式截面弦杆上的节点,除竖弦杆与斜弦杆用法兰盘连接外,其余节点用弧形钢板焊成圆筒型节点。具体做法为,用三块外径比格构式截面外包圆直径稍小的弧形钢板依次与三根钢管相连,形成一较大的圆筒,且各弧形钢板和各钢管又与圆筒中央的一钢管用肋板焊牢,以加强整个节点的刚性和强度,如图10所示。这种大圆筒节点,最大的优点是面积大,能为相交于该节点的多根杆件提供足够的连接空间,减少了构造上的麻烦。
towerdesign






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帖子 359
2004-8-11 23:18    QQ 顶部


铁塔高度仅43米多,只有吹风的荷载,风压0.35kN/m2,挡风系数到了0.426,钢材用的可是够多了。
  
不知道整个铁塔的总重是多少吨?
iamfree






积分 23
帖子 23
2004-9-4 22:19    顶部


我目前正在设计一变电构架,采用钢管格构结构。主材与斜材均采用热轧无缝钢管,整个构架柱类似输电铁塔。请教主材与斜材的连接节点如何计算,应注意那些问题。
towerdesign






积分 860
帖子 359
2004-9-4 23:45    QQ 顶部


连接计算不外乎强度,刚度,稳定性。
  
把握住节点构造和计算模型尽量一致也是要注意的地方。
  
《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》有典型节点,以及计算,构造说明。
《高耸结构设计手册》有不少钢管节点的例子。
  
把你的计算简图贴上来,大家探讨。
xiefuzhe






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帖子 49
2004-9-28 17:09    顶部


请问towerdesign,你有
《架空送电线路钢管杆设计技术规定》DL/T5130-2001  
《输电线路钢管杆制作技术条件》DL/T646-1998  
两本规范吗,请您发到网上来好吗?
towerdesign






积分 860
帖子 359
2004-9-28 19:52    QQ 顶部


这两本规范我没有电子版的.只有印刷版的.
  
一个是8元,一个是2.6元.你去当地书店看看.如果没有的话可以汇款到北京的电力书店邮购.
 


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