摘 要

Abstract VI

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2研究意义 2

1.3国内外研究现状 2

1.3.1动力计算模型研究 2

1.3.2动力试验与实测研究 2

1.3.3风振研究 3

1.3.4结构设计方法与计算仿真研究 3

1.4本文内容 3

第二章抗风简化设计方法 …….5

2.1简化分析方法介绍 5

2.1.1节点法 6

2.1.2截面法 7

2.2道亨简介 10

2.2.1道亨模块 10

2.2.2操作流程 11

第三章有限元分析方法 12

3.1引言 12

3.1.1梁单元特性 12

3.1.2杆单元 14

3.2 输电导线分析模型 15

3.2.1 解析法 15

3.2.2 有限元法 17

第四章输电塔线体系模型建立 20

4.1输电杆塔概况 20

4.2风荷载模型 22

4.2.1风振系数 22

4.2.2风荷载体形系数 23

4.2.3风压高度变化系数 23

4.2.4风荷载相关计算 24

第五章结构风致响应研究 26

5.1杆件应力 26

5.2 主材斜材杆件对比分析 39

5.3 不同位置处风致响应对比分析 41

5.3 本章小结 43

第六章总结与展望 44

6.1结论 44

6.2展望 44

参考文献 46

致谢 48

摘 要

近年来我国的电力事业的迅速发展，输电线路建设进入了新的历史时期，许多大型输电塔线体系逐渐变得普遍。但是在强台风的作用下，作为风敏感结构的输电塔线体系上往往会发生变形甚至破坏。

强台风对输电塔线体系的影响主要分为两个方面，一方面是风力破坏，另一方面的破坏是来源于台风登陆后的强降雨、洪水及泥石流等。

目前关于输电塔线体系的研究中，对关于荷载作用机理和结构动力响应特性的复杂性的理论认识存在着缺陷和不足，而且设计理论的局限性和缺陷的原因使得现有结构体系的防灾控制措施不尽合理, 有待进行进一步系统的研究。

本文介绍了目前我国输电杆塔设计过程采用的简化计算方法与精确方法。简化计算方法将输电塔及输电线分开考虑。输电线对输电塔的影响简化为挂点集中力。本文研究过程中采用该方法对输电杆塔风致响应展开研究。精确方法是建立输电塔线有限元分析模型。基于输电杆塔实际受荷情况，可采用空间杆单元或空间梁单元模拟。目前对于输电线的研究通常将其视为悬索结构展开研究，因此，本章介绍悬索结构的两种分析方法：有解析法和有限单元法。

本文研究的对象——南方某实际工程的输电塔线体系，其中包括介绍了该实际输电杆塔呼高、塔高、塔身本段等情况。利用 ABAQUS 和道亨软件分别建立了输电塔线体系的三维模型，并进行了相关的数值模拟计算。并依据第三章所述输电塔分析模型建立输电杆塔有限元模型。并给出了单塔的结构3个视图的几何外部特征。

由于受到时间与技术条件的限制，本文取的是输电塔的单塔模型，通过数值模拟计算得到了输电塔的应力以及位移数据，然后再进行数据处理。最后，利用简化方法和精确方法分别得到的数据结果进行比较分析得出结论。本文工作为强台风作用下的输电塔线体系的深入研究提供了参考。

关键词：输电塔线体系；有限元；简化方法；精确方法；道亨

Abstract

Recently with the fast development of our power cause, the new history of transmission line has come and many huge transmission tower-line systems have been built. But the impact of violent typhoon would probably cause the deformation and even destruction of the transmission tower-line system, as the wind-sensitive structure.

The effect of violent typhoon mainly comes from two factors. One is the wind force. Another is the heavy rainfall, floods and mudslides or something from landing violenttyphoon.

During the research of transmission tower-line system, the theory about the principles of load action and the complexity of structural dynamic response characteristics is not perfect. The design theory’s limitations make the disaster prevention control measures of existing structural system unreasonable. Further systematic researches are needed.

This paper introduces the simplified calculation method and accurate method adopted in the design of transmission tower in China. The simplified calculation method considers the transmission tower and transmission line separately. The effect of transmission line on transmission tower is simplified as the concentrated force of hanging point. This method is used to study the wind induced response of transmission tower. The accurate method is to establish the finite element analysis model of transmission tower line. Based on the actual load situation of transmission tower, spatial rod element or spatial beam element can be used to simulate. At present, the study of transmission line is usually regarded as suspension cable structure. Therefore, this chapter introduces two analysis methods of suspension cable structure: analytical method and finite element method.

The research object of this paper is the transmission tower line system of a practical project in south China. Based on ABAQUS and daoheng software, a 3d model of transmission tower line system is built and related numerical simulation is carried out. The finite element model of transmission tower is established according to the analysis model of transmission tower in chapter 3. The geometric and external features of three views of single tower structure are given.