[发明专利]一种格构式塔架角度风荷载分配系数识别及塔架风荷载的确定方法

摘要

本发明属于工程技术领域，尤其是涉及一种格构式塔架角度风荷载分配系数识别及塔架风荷载的确定方法。该格构式塔架角度风荷载分配系数识别方法考虑不同角度的风的影响，与实际结果更为吻合，具有更好的适用性和更高的精度；此外，还通过计算不同角度的风的作用时塔架的风荷载，更加精确地获得了输电铁塔的风荷载，适用范围更广。

主权项

1.一种格构式塔架角度风荷载分配系数识别方法，其特征在于，所述格构式塔架角度风荷载分配系数识别方法通过风洞试验实现，包括如下步骤：(1)获取计算参数计算参数包括：风向和平行导线地线方向的夹角θ和角度风系数Kθ；基于风洞高频测力天平试验，获得试验中塔身所受风荷载，其计算式如下：式中：Fx，Fy分别为测力天平测得的沿塔身x方向和y方向的风荷载；Fθ为塔身所受风荷载的合力；由于升力系数的影响，塔身所受风荷载的合力Fθ与Y轴的夹角并不为θ；将试验来流风速V沿塔身x方向和y方向分解为Vx和Vy，得到如下表达式：Vx＝V sinθ  (2a)Vy＝V cosθ  (2b)则沿塔身x方向和y方向的风荷载可表示为：式中：Ssa和Fsa、CD.sa分别为试验来流风速V沿着横担正面吹时模型迎风面积，对应受风荷载标准值和对应阻力系数；Ssb和Fsb、CD.sb分别为试验来流风速V垂直横担正面吹时模型迎风面积，对应受风荷载标准值和对应阻力系数；因此，沿塔身x方向和y方向的风荷载与总荷载的关系可表示为：Fx＝Fsasin2θ＝Fθcosβ  (4a)Fy＝Fsbcos2θ＝Fθsinβ  (4b)式中β为塔身所受风荷载的合力Fθ与线路走向的夹角；由公式(4a)和(4b)得到：定义其中：K_θ为角度风系数，则得到如下表达式：(2)确定角度风荷载分配系数λ1，λ2，λ3，λ4由于β和θ差异很小，根据IEC60826规范中的杆塔荷载表达式，各分力可表示为：Fx＝Kθsinβ(Fsasin2θ+Fsbcos2θ)≈Kθsinθ(Fsasin2θ+Fsbcos2θ)  (7a)Fy＝Kθcosβ(Fsasin2θ+Fsbcos2θ)≈Kθcosθ(Fsasin2θ+Fsbcos2θ)  (7b)在全方位风向角作用下，塔身x，y向的风荷载，即公式(7a)和(7b)可以表达为：Fx＝Kθ(sin2θsinθFsa+cos2θsinθFsb)  (8a)Fy＝Kθ(sin2θcosθFsa+cos2θcosθFsb)  (8b)式中：Kθ为角度风系数，θ为来流风向与导、地线走向的夹角；Fsa为试验中风速V沿着横担正面吹时，塔身所受风荷载标准值；Fsb为试验中风速V垂直于横担正面吹时，塔身所受风荷载标准值；定义公式(8a)和(8b)中四个项式如下：λ1＝Kθ·sin2(θ)·sin(θ)  (9a)λ2＝Kθ·cos2(θ)·sin(θ)  (9b)λ3＝Kθ·sin2(θ)·cos(θ)  (9c)λ4＝Kθ·cos2(θ)·cos(θ)  (9d)式中：λ1，λ2，λ3，λ4均为角度风荷载分配系数。