高柔钢结构塔架抗风设计简化计算方法研究开题报告
2020-04-20 13:00:57
1. 研究目的与意义(文献综述)
目的: 输电塔作为一种典型的钢结构高耸塔架,输电塔通常高度几十米,有的甚至达到上百米,其高柔特性使得它在强烈风荷载作用下的结构反应较为显著,在强风、地震等自然灾害下容易损伤甚至发生倒塌,这不仅严重影响到人们的生产生活,同时也会导致其他的次生灾害。因此,研究一些高耸输电塔的动力特性,了解实际工程结构物受载时至破坏前的应力和变形,探究输电塔体系损伤和倒塌机理很有必要。
意义:高压输电塔线体系是高负荷电能输送的载体 ,是重要的生命线工程。确保钢结构输电塔在强烈的风荷载作用下的正常服役能力具有重要的科学价值和社会经济价值,这也是当前工程界和学术界的热点研究问题。通常情况下, 输电塔线体系具有塔体高、跨距大、柔性强等高耸塔体和大跨度结构的共同特点, 对地震和风、导线浮冰等环境荷载的反应敏感, 容易发生振动疲劳损伤和极端条件下的动态倒塌破坏。近年来,我国南部沿海地区常有耐张输电塔架损伤和破坏的报道。灾害实例分析表明: 一方面,对于荷载作用机理和结构动力响应特性的复杂性, 存在理论认识上缺陷和不足; 另一方面,由于设计理论的局限性和缺陷 , 使得现有结构体系的防灾控制措施不尽合理, 有待进行深入系统的基础性研究。因此, 结合国内外输电塔线体系的理论研究和工程背景, 展开系统的防灾抗灾基础性理论研究已成为当前需要解决的重要课题。本研究以大型实际输电线路杆塔为重要工程背景,以国家自然科学基金项目为依托,开展简化设计分析方法的研究,这具有重要的工程意义和社会经济意义。
国内外的研究现状分析:输电塔线体系是由高耸的杆塔结构和导线连接组成的一种高柔度结构,可归结为张力索塔结构。在地震、风、雨和浮冰等环境荷载作用下, 结构动力反应表现为明显的随机性和几何非线性特征。目前, 国内外学者主要采取结构动力响应分析、试验与数值分析和结构设计等手段研究输电塔线体系防灾减灾机理。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
1. 查阅文献,总结高压输电塔架的国内外研究现状,
2. 钢结构塔架的图纸学习。
3. 研究计划与安排
第1—2周:毕业实习,学习毕业论文任务书指定的必读文献,并学习钢结构塔架的图纸。
第3-4周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需用到的科学计算程序、有限元分析程序、规范等,确定方案,完成开题报告。
第5-7周:学习高压输电塔模型的建立方法,学习有限元建模的基本方法,abaqus6.13软件和ansys软件的初步练习与使用,构建论文的理论框架。
第8-13周:进一步熟练abaqus6.13,建模操作及分析方法,逐步构建结构的数值计算模型,建立合适的模型,并综合利用excel结合ansys软件进行分析计算,对计算结果进行整理、分析和讨论。
4. 参考文献(12篇以上)
[1].陈精一,蔡国忠.电脑辅助工程分析:ansys使用指南[m].中国铁道出版社,2001.
[2].曾攀.有限元分析基础教程[m]. 清华大学出版社,2008-12.
[3].张相庭(1997),高层建筑抗风抗震设计计算,上海,同济大学出版社