自立式输变电铁塔稳定性分析与加固设计

摘要

本文研究课题是直线型猫脸高压输变电铁塔的力学分析和加固改造,课题来源于实际输变电工程的需求。随着经济发展,原有输电线路和铁塔体系不能满足生产发展的要求,要进行输电线路体系的升级和需要在电压等级、导线型号、导线转角和布线方式等发生改变。因为已存在的铁塔出现局部屈服或失稳,无法满足安全使用要求而不得不推倒重新设计建设,这样不仅造成重大经济损失,长久的重建工期也将直接影响国家的生产建设及人民的生活秩序。不断深入研究输电塔的整体稳定性、局部承载力不足及对薄弱部分进行加固补强,使原有的结构能够继续使用极具科研及实际应用价值。
　　文章运用有限元软件ANSYS建立输变铁塔梁-桁混合力学模型,通过分析原有结构在新的使用条件下的应力应变,寻找出构件的最大承载力和稳定性的薄弱位置进而对比各种加固方案的应力应变以及稳定性,对应不同的模型信息,找出满足结构承载力的最优设计和加固方案。该选题的关键点和难点是铁塔整体稳定性验算、局部承载力薄弱部分的加固方案和结构优化设计及节点连接部分的应力验算和构造措施。
　　本文通过对十二种工况进行逐个分析,对比之后得到最危险工况。为了满足输变电铁塔在新的使用条件下能够正常的工作,通过增加桁架对危险部位的结构加固,在原有的结构连接板上用螺栓进行连接,将危险部位的力传递给输变电铁塔整体以减少危险部位的受力。找出几种能够取得比较明显的结构加固效果的方案。再考虑结构加固过程中的施工条件,结构加固过程中是否会对原有结构的强度产生损伤的前提下得到一种最优化的结构加固方案。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 国内典型输变电铁塔的介绍

1.3 输变电铁塔的设计和结构体系[11~22]

1.4 分析背景和研究现状

1.5 本文的主要研究内容

第二章 输变电铁塔力学模型建立和力学分析方法

2.1 输变电铁塔模型的建立

2.2 输变电铁塔的设计准则[22~28]

2.3 输变电铁塔分析的理论依据[29~41]

2.4 有限元理论

2.5 荷载的计算

2.6 本章小结

第三章 输变电铁塔的力学分析

3.1荷载和数据采集点位置

3.2工况荷载施加和后处理

第四章 输变电铁塔的结构加固方案

4.1 结构加固方案的初步选择

4.2 结构加固后工况7和8下的数据分析

4.3 最终加固方案的确定

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况