非高斯風(fēng)作用下輸電塔極值響應(yīng)研究.pdf

1、風(fēng)災(zāi)是輸電線塔的主要災(zāi)害作用，我國(guó)輸電塔的設(shè)計(jì)規(guī)范中，脈動(dòng)風(fēng)都假定為平穩(wěn)高斯的隨機(jī)過(guò)程。對(duì)于開(kāi)闊地帶的大氣邊界層風(fēng)，這種假定是合理的。但是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，在一些復(fù)雜地形如山區(qū)、丘陵地區(qū)，脈動(dòng)風(fēng)具有很明顯的非高斯特性。準(zhǔn)確描述荷載的概率特征并計(jì)算出結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期極值響應(yīng)是基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要條件，但是目前輸電塔的設(shè)計(jì)規(guī)范中并沒(méi)有體現(xiàn)出這一點(diǎn)。本文研究高斯風(fēng)場(chǎng)和非高斯風(fēng)場(chǎng)作用下輸電塔結(jié)構(gòu)的極值響應(yīng)，主要做了以下工作:
　　采用譜表示法模

2、擬了順風(fēng)向的高斯風(fēng)場(chǎng)，根據(jù)指定的非高斯脈動(dòng)風(fēng)的功率譜密度、偏度和峰度，采用轉(zhuǎn)換過(guò)程理論模擬非高斯風(fēng)場(chǎng)，其中轉(zhuǎn)換方程采用Hermite模型。本文模擬了多個(gè)平均風(fēng)速下的脈動(dòng)風(fēng)時(shí)程，每個(gè)平均風(fēng)速下模擬50個(gè)樣本以便于統(tǒng)計(jì)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(fēng)速時(shí)程計(jì)算出風(fēng)荷載加載到結(jié)構(gòu)上進(jìn)行瞬態(tài)分析。
　　計(jì)算出響應(yīng)的功率譜、均值、方差、偏度、峰度等，討論風(fēng)速對(duì)這些統(tǒng)計(jì)參數(shù)的影響，并將兩種風(fēng)場(chǎng)下的結(jié)果

3、進(jìn)行對(duì)比。采用全域最大值法和ACER法估算結(jié)構(gòu)響應(yīng)相對(duì)于平均風(fēng)速的條件短期極值概率分布，結(jié)合平均風(fēng)速的概率分布(Rayleigh分布)進(jìn)一步得到結(jié)構(gòu)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(dú)立的基礎(chǔ)上，可以分別得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)在兩種風(fēng)場(chǎng)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(duì)應(yīng)著3.8×10-7的超越概率。對(duì)比兩種風(fēng)場(chǎng)下的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非高斯風(fēng)場(chǎng)引起的長(zhǎng)期極值響應(yīng)比高斯風(fēng)場(chǎng)下的結(jié)果大。因此，準(zhǔn)確