輸電塔結構的兩層面承載力分析設計與優(yōu)化.pdf

1、輸電塔是電網(wǎng)的重要結構，其承載安全性及經(jīng)濟性與電力運營安全及其社會影響密切相關。因而，開展輸電塔承載力設計與優(yōu)化研究，具有重要的社會意義及經(jīng)濟價值。本文在結構承載力分析的彈性模量縮減法(Elastic Modulus Reduction Method，簡記為EMRM)基礎上，圍繞輸電塔結構的兩層面承載力分析設計與優(yōu)化，開展了以下研究工作:
　　(1)研究建立了輸電塔結構常用薄壁構件的齊次化廣義屈服函數(shù)。針對輸電塔結構常用的圓管和角

2、鋼構件，通過回歸分析和最小二乘法建立了薄壁構件截面的齊次廣義屈服函數(shù)，通過誤差分析確定了其最高階次，為廣義屈服函數(shù)引入極限分析的彈性模量調整法奠定了理論基礎。
　　(2)研究建立了輸電塔結構極限承載力分析的彈性模量縮減法(EMRM)。引入圓管和角鋼構件的齊次化廣義屈服函數(shù)，定義了構件的單元承載比，依據(jù)承載比均勻度建立了彈性模量調整的動態(tài)閾值，并根據(jù)變形能守恒原則建立了彈性模量調整策略，提出了輸電塔結構極限承載力分析的EMRM，克服

3、了傳統(tǒng)彈性模量調整法因不滿足比例條件所導致的計算精度和穩(wěn)定性不良問題。
　　(3)研究提出了輸電塔結構的兩層面承載力分析與設計方法。引入輸電塔結構極限承載力分析的EMRM，采用單元承載比定義了構件承載比，根據(jù)構件承載比迭代過程確定了高、低承載構件的判別準則，并利用首步和末步迭代分析結果求解構件安全系數(shù)和結構整體安全系數(shù)，根據(jù)截面強度和安全系數(shù)之間的正比例關系，按照預定的結構整體安全系數(shù)確定高承載構件的截面強度，使輸電塔結構同時在構

4、件和整體兩個層面上滿足承載安全要求，從而為定量設計輸電塔結構整體承載力提供了良好的方法。
　　(4)研究提出了輸電塔結構的兩層面承載力優(yōu)化方法。以輸電塔結構兩層面承載力安全要求為主要約束條件，以均勻承載，即最大化結構承載比均勻度為優(yōu)化目標，根據(jù)構件截面強度與構件承載比的反比例關系，建立了低承載構件截面強度的優(yōu)化調整策略，提出了輸電塔結構兩層面優(yōu)化設計方法，能提供承載安全性能和經(jīng)濟性能均優(yōu)的結構設計方案。該優(yōu)化方法不僅解決了結構整體