非高斯風作用下輸電塔極值響應研究.pdf

1、風災是輸電線塔的主要災害作用，我國輸電塔的設計規(guī)范中，脈動風都假定為平穩(wěn)高斯的隨機過程。對于開闊地帶的大氣邊界層風，這種假定是合理的。但是實測數(shù)據(jù)表明，在一些復雜地形如山區(qū)、丘陵地區(qū)，脈動風具有很明顯的非高斯特性。準確描述荷載的概率特征并計算出結(jié)構的長期極值響應是基于性能的結(jié)構設計的必要條件，但是目前輸電塔的設計規(guī)范中并沒有體現(xiàn)出這一點。本文研究高斯風場和非高斯風場作用下輸電塔結(jié)構的極值響應，主要做了以下工作:
　　采用譜表示法模

2、擬了順風向的高斯風場，根據(jù)指定的非高斯脈動風的功率譜密度、偏度和峰度，采用轉(zhuǎn)換過程理論模擬非高斯風場，其中轉(zhuǎn)換方程采用Hermite模型。本文模擬了多個平均風速下的脈動風時程，每個平均風速下模擬50個樣本以便于統(tǒng)計分析。以某500kv輸電塔為例，使用ANSYS建立有限元模型，根據(jù)得到的風速時程計算出風荷載加載到結(jié)構上進行瞬態(tài)分析。
　　計算出響應的功率譜、均值、方差、偏度、峰度等，討論風速對這些統(tǒng)計參數(shù)的影響，并將兩種風場下的結(jié)果

3、進行對比。采用全域最大值法和ACER法估算結(jié)構響應相對于平均風速的條件短期極值概率分布，結(jié)合平均風速的概率分布(Rayleigh分布)進一步得到結(jié)構的綜合短期極值分布。利用該綜合短期極值分布，在假定短期極值相互獨立的基礎上，可以分別得到結(jié)構響應在兩種風場下給定重現(xiàn)期的極值，如50年一遇的極值在10min的短期極值分布中對應著3.8×10-7的超越概率。對比兩種風場下的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非高斯風場引起的長期極值響應比高斯風場下的結(jié)果大。因此，準確