輸電塔連續(xù)倒塌數(shù)值模擬分析.pdf

1、輸電塔作為供電系統(tǒng)重要的輸送給用電設(shè)備，在社會、經(jīng)濟(jì)與生活中扮演著重要角色。由于輸電塔的連續(xù)倒塌會導(dǎo)致供電系統(tǒng)的中斷，這不僅嚴(yán)重地影響生產(chǎn)建設(shè)、生活秩序，而且可能會引發(fā)火災(zāi)等次生災(zāi)害，造成極大的不良影響。目前對輸電塔此類生命線工程開展連續(xù)倒塌的研究工作尚少，但卻是必要而迫切的。關(guān)鍵桿件是結(jié)構(gòu)遭受偶然荷載(或發(fā)生意外情況時)時極易發(fā)生破壞的桿件。本文以一基跨淮河輸電塔為分析對象，對其開展了基于拆除構(gòu)件法的連續(xù)倒塌研究。
　　 本文

2、將Pandey敏感性指標(biāo)的計算方法與屈曲分析理論相結(jié)合進(jìn)行敏感性分析。該方法將屈曲特征值作為荷載系數(shù)用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件敏感性指標(biāo)計算，再由桿件敏感性指標(biāo)來確定關(guān)鍵桿件。按照論文采用的計算方法求得了實例工程各桿件敏感性指標(biāo)的分布，由敏感性指標(biāo)的大小確定了輸電塔的關(guān)鍵桿件。敏感性分析發(fā)現(xiàn)，對輸電塔塔架結(jié)構(gòu)而言其敏感性指標(biāo)大致呈下大上小的規(guī)律分布，本文建議：(1)結(jié)構(gòu)上部的桿件敏感性指標(biāo)普遍很小，可不用針對上部桿件進(jìn)行敏感性分析，以節(jié)約分析時間；(

3、2)在確定關(guān)鍵桿件時，宜結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗有針對性的對重要桿件失效的情況進(jìn)行分析，這樣更快速、準(zhǔn)確、高效。采用敏感性分析的方法進(jìn)行關(guān)鍵桿件的判別，能夠滿足定量的要求，是值得采用的方法。
　　 本文采用結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌分析的四種方法(線彈性靜力分析、非線性靜力分析、線彈性動力分析、非線性動力分析)對實例工程進(jìn)行了連續(xù)倒塌分析。假定關(guān)鍵桿件因意外事件失效而予以拆除，分析時考慮構(gòu)件失效時的動力效應(yīng)。同時，本文還對其他位置較為特殊的桿件進(jìn)行了抽除

4、桿件的連續(xù)倒塌分析以進(jìn)行對比研究。本文由非線性靜力分析得到了輸電塔塔架結(jié)構(gòu)極限承載能力的荷載位移曲線，驗證了敏感性計算方法結(jié)合屈曲理論用于計算結(jié)構(gòu)敏感性指標(biāo)、確定結(jié)構(gòu)關(guān)鍵桿件的正確性。通過對輸電塔在既有荷載作用下進(jìn)行非線性動力分析得到了塑性鉸發(fā)展變化情況，對輸電塔的傳力模式有了更深的認(rèn)識，對連續(xù)倒塌的形成機(jī)制有了很好的理解。
　　 最后，采用大型通用有限元軟件Ansys/Ls dyna對實例工程進(jìn)行了顯式動力分析，通過繪制各種工