端撑对220kV变电构架的静动力响应影响研究

摘要

变电构架是保证输电线路安全架设的必需结构，当变电构架跨数较少时，可以采用无端撑构架，当变电构架跨数较多时，承受的侧向力较大，则采用有端撑构架。常规工况下，变电构架主要存在刚度不足的问题，即位移不满足要求，而当变电构架遭受地震作用时，也可能发生连续性倒塌和整体失稳现象，将产生不利的社会经济损失与影响。加设端撑对变电构架的刚度和强度有显著影响，进而影响结构的静动力响应，目前相关研究仍不深入。鉴于此，本文针对220kV变电构架，完成了以下研究工作，可为变电构架的设计与优化提供参考:
　　(1)研究了端撑对构架结构静力响应的影响，结果表明:设置端撑可以使构架人字柱底最大弯矩、位移及转角显著减小，横撑的设置对于结构位移影响不大，但能使人字柱底最大弯矩减小50％，端撑根开对结构位移和转角有显著影响。
　　(2)研究了端撑对220kV变电构架动力特性的影响，结果表明:单侧设置端撑能够使结构刚度提高约16倍，再增加一侧端撑，结构刚度变化不大。
　　(3)研究了端撑对多遇地震和罕遇地震下的地震响应，结果表明:无端撑结构加速度反应和柱底剪力反应最小，但位移反应很大，单侧设置端撑能减小至少80％的地震位移，但加速度反应最大，双侧设置端撑比单侧设置端撑位移反应减小约40％。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 变电构架结构特性和工程设计方法

1．2．1 构架结构形式

1．2．2 构架受力特点

1．2．3 构架计算模型和结构分析方法

1．3 220kV变电构架的研究现状

1．3．1 变电构架模型选取和计算分析

1．3．2 变电构架的静力分析和优化

1．3．3 变电构架的抗震研究分析

1．3．4 变电构架其他方面的研究

1．4 本文的主要研究工作

第二章 端撑对220kV变电构架的静力响应影响研究

2．1 变电构架静力分析有限元计算模型

2．1．1 变电构架计算模型的尺寸参数

2．2 材料本构模型

2．3 单元选取

2．4 连接关系

2．5 边界条件及荷载

2．5．1 边界条件

2．5．2 基本荷载条件

2．6 变电构架静力分析结果

2．6．1 变电构架应力分析

2．6．2 变电构架人宇柱底部弯矩分析

2．6．3 变电构架位移分析

2．6．4 变电构架转角分析

2．7 本章小结

第三章 端撑对220kV变电构架的动力特性响应影响研究

3．1 有限元模型的建立

3．1．1 阻尼

3．1．2 求解控制和结果输出控制

3．1．3 边界条件

3．2 地震波的选取

3．3 动力特性结果分析

3．4 本章小结

第四章 220kV变电构架的多遇地震响应影响研究

4．1 结构地震响应

4．1．1 最大加速度时应力云图

4．1．2 最大转角

4．2 加速度时程分析

4．3 基底剪力时程分析

4．4 位移时程分析

4．5 本章小结

第五章 端撑对220kV变电构架的罕遇地震响应影响研究

5．1 结构地震响应

5．1．1 最大加速度时应力云图

5．1．2 最大转角

5．2 加速度反应

5．3 基底剪力时程分析

5．4 位移时程分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 相关展望

参考文献

致谢

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