输电塔风荷载计算

输电塔架风荷载计算

1.输电塔基本信息

本输电塔架的塔身为干字型方形塔架，总高53.5m，地处B类地区，离地10m高处的风速为33m/s，整个塔身沿高度方向分为11个风荷载计算段。

图1 塔身立面图

2.风荷载计算

2.1投影面积的计算

不考虑塔身迎风面的倾斜度，将塔身分段投影到迎风面计算净面积，根据所给角钢以及圆钢管的尺寸，计算投影面积，并计算出塔身轮廓所围的面积，以便计算每一段的挡风系数。 2.2基本风压

基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地 10m 高统计所得的50年一遇 10min 平均最大风速为标准，近似计算如下：

v02332w0???0.68kN/m216001600

2.3 体形系数的计算 塔架体型系数?s如下计算

?1.3(1??)??s??0.8(1??)?1.1(1??)?角钢

角钢、钢管混合钢管?——背风面风荷载降低系数。 故各塔架段的体形系数按上式计算可得表1

表1 体型系数的计算

段号 净投影面积An 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.422 2.096 2.054 2.859 2.133 1.965 2.141 2.712 4.774 3.663 4.668 轮廓面积A 7.164 6.540 9.070 10.613 10.912 8.186 12.195 19.964 47.817 41.344 67.575 挡风系数? 0.198 0.320 0.226 0.269 0.195 0.240 0.176 0.136 0.099 0.089 0.069 b/h ?系数 0.85 0.85 0.80 0.92 0.85 0.97 0.91 0.95 1 1 1 体型系数?s 2.405 2.405 2.34 2.496 2.405 2.561 2.483 2.535 2.600 2.600 2.600 0.57 8.00 0.30 8.27 0.41 8.00 0.52 0.62 0.59 1.12 1.04 2.4 顺风向风振系数

由于塔形为干字型，而且高度小于75m，故干字型塔架一阶自振周期：

T1?0.039H53.5?0.039??0.657s b?B1.3?8.8故塔架的第一阶自振频率f1为: f1?塔架一阶振型系数如下计算:

1?1.52Hz T16z2H2?4z3H?z4?1(z)?3H4

对于一般竖向悬臂型结构，例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构，均可仅考虑结构第一振型的影响。z高度处的风振系数?z可按下式计算

?z?1?2gI10Bz1?R2

式中g为峰值因子，可取2.5；I10为10m高名义湍流强度，对应B类地面粗糙度，可取0.14；R为脉动风荷载的共振分量因子；Bz为脉动风荷载的背景分量因子。

2x1?R?2)4/36?1(1?x1 x1?30f1kww0,x1?5

kw地面粗糙度对B类地面粗糙度分别取1.0；?1结构阻尼比，对钢结构可取0.01。

Bz?kHa1?x?z?z——脉动风荷载竖直方向相关系数；

?1(z)?z(z)

-H/60-6010H+60e?z??0.795 H?x——脉动风荷载水平方向相关系数，本算例此相关系数可取?x?1。

其中k=0.910，a1=0.218。

表2 风振系数的计算

段号 x1 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 55.3 脉动风荷载一阶振型系脉动风荷载的共振分量数 的背景分量因子R 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 1.898 风振系数（?z） ?1(z) 0.97134 0.927729 0.840567 0.749948 0.664903 0.583342 0.508068 0.379469 0.213539 0.082469 0.011966 因子Bz 1.012812 0.983412 0.910632 0.830747 0.753499 0.680777 0.609446 0.482042 0.299778 0.136723 0.020612 2.521 2.477 2.368 2.248 2.132 2.022 1.915 1.724 1.450 1.205 1.031 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2.5 风压沿高度变化系数

风随着离地面的高度的变化而变化，故在不同高度的地方，风速不同，故要

考虑风沿高度变化系数。对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按规范所给表确定。

地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇； C类指有密集建筑群的城市市区；

D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 表略

2.6 风荷载计算和基底弯矩

最后根据塔架各分段风荷载标准值如下：

wk??s?z?zw0Ai

2w0——基本风压（kN/m2），w0?v10/1600，v10为10m高风速（m/s）；

Ai——各分段杆件投影面积之和（m2）。

不考虑结构迎风面宽度沿高度变化的修正系数?B和?v。

表3 风荷载和塔底弯矩计算

段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计 投影面积（m） 1.422 2.096 2.054 2.859 2.133 1.965 2.141 2.712 4.774 3.663 4.668 30.487 2风压高度各段的计算高系数(?z) 度（m） 风载体型系数(风振系数 （?z） ?s) 风荷载标准 值(kN) 各力在塔架基底弯矩（kN·m） 52.35 50.60 47.10 43.45 40.00 36.65 33.50 27.90 19.85 11.70 4.25 1.652 1.625 1.590 1.555 1.520 1.476 1.436 1.356 1.227 1.039 1.00 2.405 2.405 2.34 2.496 2.405 2.561 2.483 2.535 2.521 2.477 2.368 2.248 2.132 2.022 1.915 1.724 1.450 1.205 1.031 13.559 19.316 17.228 23.748 15.826 14.298 13.917 15.300 21.024 11.351 11.912 177.479 709.82 977.40 811.43 1031.84 633.04 524.02 466.23 426.88 417.32 132.81 50.63 6181.42 2.600 2.600 2.600 其中风荷载标准值考虑节点板和辅助材等，迎风面增大系数取1.4。产生的

荷载简化为集中荷载作用于各塔段的中点部位。

由表3的计算结果可知风荷载在塔架基底产生弯矩为6181.42kN·m。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库输电塔风荷载计算在线全文阅读。