高壓輸電線路風(fēng)荷載評估理論及設(shè)計(jì)方法研究

對于高壓輸電線路結(jié)構(gòu)而言，風(fēng)荷載是其設(shè)計(jì)控制荷載。隨著我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整，特高壓電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)在我國展開。特高壓線路有更高的對地距離、單相八分裂大截面導(dǎo)線以及更大的檔距，使線路的風(fēng)荷載有很大幅度提高。然而，由于輸電線風(fēng)荷載、風(fēng)場的復(fù)雜性以及分裂導(dǎo)線復(fù)雜的振動(dòng)形式，至今還沒有一個(gè)完整的線路風(fēng)荷載評估理論和設(shè)計(jì)方法。. 本項(xiàng)目擬以500kV超高壓輸電線路的風(fēng)振現(xiàn)場監(jiān)測和風(fēng)洞試驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行以下內(nèi)容的研究：強(qiáng)風(fēng)風(fēng)場的現(xiàn)場實(shí)測以及物理隨機(jī)風(fēng)場的建模；輸電線風(fēng)致抖振響應(yīng)分析的非定常方法及響應(yīng)特性研究；導(dǎo)線動(dòng)張力對線路荷載的影響機(jī)理及計(jì)算方法；考慮間隔棒結(jié)構(gòu)特性與分布形式、不同類型絕緣子特性的導(dǎo)線風(fēng)振響應(yīng)、風(fēng)荷載的形成機(jī)理及分布規(guī)律。通過研究，提出考慮動(dòng)力風(fēng)振效應(yīng)的高壓輸電線路風(fēng)荷載評估理論，給出輸電線路風(fēng)荷載的精細(xì)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 2100433B

雙層幕墻結(jié)構(gòu)因具有通風(fēng)、節(jié)能和降噪的優(yōu)勢而在工程中廣泛應(yīng)用。然而與之相應(yīng)的抗風(fēng)理論發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，這也使得設(shè)計(jì)師們對其風(fēng)荷載取值常常感到無所是從。針對這一問題本項(xiàng)目綜合采用理論、風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬對雙層幕墻內(nèi)外表面的脈動(dòng)風(fēng)荷載特性與其眾多影響因素，內(nèi)部脈動(dòng)風(fēng)響應(yīng)機(jī)理，模型縮尺效應(yīng)的成因和相應(yīng)的試驗(yàn)修正方法，以及幕墻風(fēng)荷載的極值與峰值因子等設(shè)計(jì)參數(shù)取值方面展開研究，并探索了數(shù)值模擬技術(shù)在雙層幕墻脈動(dòng)風(fēng)荷載預(yù)測上的有效性。取得的主要研究成果包括：1）理論方面，掌握了廊道寬度，通風(fēng)口面積比，廊道形式等因素對幕墻所受脈動(dòng)風(fēng)壓的影響并基于此提出了其抗風(fēng)體型優(yōu)化策略，了解了雙層幕墻風(fēng)荷載的取值分布規(guī)律，建立了其內(nèi)部風(fēng)荷載響應(yīng)與外壓的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，形成了一套適用于典型雙層幕墻結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的體型系數(shù)，極值風(fēng)荷載和峰值因子的數(shù)據(jù)庫，這些成果將從理論和數(shù)據(jù)上保障并且提升雙層幕墻的抗風(fēng)性能。2）試驗(yàn)技術(shù)上，理清了模型縮尺效應(yīng)產(chǎn)生的原因是由于近壁面沿程損失的模擬失真，提出了基于廊道間距調(diào)整的風(fēng)洞試驗(yàn)縮尺效應(yīng)的修正思路并研發(fā)了相應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)M裝置，這一成果將直接為各類雙層幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載取值提供試驗(yàn)技術(shù)支撐，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。3）數(shù)值模擬上：采用優(yōu)化的網(wǎng)格劃分策略能夠有效提升數(shù)值模擬的效率和精度，數(shù)值模擬技術(shù)對于幕墻迎風(fēng)狀態(tài)下各表面的正風(fēng)壓模擬較為合理，但對于氣流分離和渦脫所產(chǎn)生的負(fù)風(fēng)壓的預(yù)測存在一定誤差。本項(xiàng)目研究通過大量風(fēng)洞試驗(yàn)取得了均勻湍流風(fēng)場和大氣邊界層風(fēng)場下，不同通風(fēng)口面積比和廊道寬度的雙層幕墻各表面的同步風(fēng)壓時(shí)程。這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)將可以直接為類似幕墻工程的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供風(fēng)荷載取值，也將為行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過本項(xiàng)目研究初步形成了一套理論、試驗(yàn)和設(shè)計(jì)應(yīng)用相結(jié)合的雙層幕墻抗風(fēng)理論框架體系，有助于提升該領(lǐng)域的抗風(fēng)理論和實(shí)踐水平。 2100433B

本文將典型高壓輸電塔分為塔頭、塔身和塔腿三部分，應(yīng)用高頻天平測力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)，分別研究了塔頭、塔身結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性及作用機(jī)理。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的解析模型，計(jì)算了輸電塔的風(fēng)致響應(yīng)，分析了結(jié)構(gòu)阻尼比、模態(tài)數(shù)目等參數(shù)對響應(yīng)的影響。采用廣義陣風(fēng)因子法給出了輸電塔等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法，對比了不同規(guī)范給出的等效靜力風(fēng)荷載，所得結(jié)論對完善我國輸電塔風(fēng)荷載規(guī)范條文有參考價(jià)值。

《提升機(jī)設(shè)計(jì)理論及現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法研究》結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容簡煉，系統(tǒng)性和應(yīng)用性強(qiáng)?？勺鳛闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材或教師參考書，也可供有關(guān)礦井提升機(jī)工程設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)應(yīng)用人員、維修檢測人員閱讀參考。