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“大鹏展翅”输电塔结构模型设计 理论方案 浙江省大学生结构设计竞赛组委会 二OO七 年 十 月 目 录 序 2 1. 设计说明书 3 1.1 研究背景和意义 3 1.2 结构的构思和结构的选型 3 2. 方案图 5 2.1 模型三维图 5 2.2 模型三视图 6 2.3 主要构件图 7 2.4 支座与连接详图 8 3. 计算书 9 3.1 计算模型 9 3.2 荷载分析 9 3.3 内力分析 10 3.4 整体结构水平方向变形分析 11 3.5 材料的力学性能与粘结工艺 11 四 研究中存在的问题及反思 12 序 输电塔作为这个电器的时代的支撑点，她需要耐人寻味的体态，轻盈的身躯，以及一副刚强的骨架。 一个构筑物第一时间传递给我们是视觉上的冲击，那就是外形。自身的重量是任何物体所必须克服的，轻盈的身躯将为基础减去相当的负担。承受再轻的重量，也必须有相应的骨架。面对高耸的输电塔更是如此。一副合理的骨架结构是承载能力的关键。短短10年时间内我国输电线路长度增加了一倍多。在电网建设的过程中，输电塔也得到了前所未有的发展，从早期的以木材为主要材料作为输电杆，到后来以钢筋水泥杆为主要材料作为输电塔，到现在的以钢材为主要材料作为输电塔；塔重从单基重量1－2吨，发展到现在最大单基塔重3980吨；塔高从几米发展到2004年10月建成投产的江阴段长江大跨越，塔高346.5米，是世界输电第一高塔。因而在此次我们主要考虑以下几个方面来来设计我们的结构：承载能力高、自重轻、结构稳定，合理、外形新颖、符合实际制作、使用时结构变形小。 满足以上各个方面，我们舍弃了传统的类似于筒体的桁架，采用了单刚片受扭的双刚片交叉结构。 她作为一个刚片受水平垃力，可以减少较多面上的短杆件的使用。自重轻，耗材少。外形更是完成了一个突破。同时长杆件的使用减少了结点的处理更符合实际制作的要求。更为了使结构为创新，经济，美观，使用，我们采用了双刚片X交叉的结构。就我们的理论分析，在结构的设计和制作的过程相结合尚在实际使用范畴之内，我们有必要做出大胆的假设，并付出实际的行动。在实践中把握真理。 1. 设计说明书 《逍遥游》曰： 北冥有鱼，其名为鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。北方的大海里有一条鱼，它的名字叫做鲲。鲲的体积，真不知道大到几千里；变化成为鸟，它的名字就叫鹏。鹏的脊背，真不知道长到几千里；当它奋起而飞的时候，那展开的双翅就像天边的云。随着钢铁工业的快速发展和钢结构设计标准的不断完善，为设计人员扩展了思路。近几年来设计人员设计出了许多新的塔型，有为了减少线路走廊宽度的紧凑型塔、有跨越大江大河的大跨越塔、有线路走在城郊附近与城市环境相协调的钢管塔等，充分体现了钢结构在输电塔的广泛运用。 方案一图 方案二图 方案一： 如上图一所示，我们最初选择的结构是以双钢片上去，周边不做桁架支撑，整体看上去干净利落，但是她有一个致命的薄弱点，就是在两主杆的交叉点在加载过程中会形成应力集中，会导致结构失稳，因此我们放弃了这个方案。 方案二： 如上图二所示，考虑到方案一结构的薄弱点，以及经过大量的思考，我们决定在主杆上再用杆支撑，形成像筒一样的结构，是结构在交叉面的受扭面积变大，中间用小杆支撑，使结构的稳定性比方案一有了相当大的提高。 综上所述，我们选择了双刚片X交叉受力同时在结构中下部分做交叉桁架支撑的结构形式。 。  2. 方案图 2.1 模型三维图 图1 模型三维图 2.2 模型三视图 图2 正视图 图3 俯视图 图4 侧视图 2.3 主要构件图 主杆 图5 主杆剖面图 附杆 图6 细杆剖面图 2.4 支座与连接详图 图7主杆与底板连接处构造 图8 杆件相互连接详图  3. 计算书 3.1 计算模型 本输电塔结构简化为下图所示力学模型，其中L=AE=BD=107CM,AB=40CM,DE=30CM。 图9. 计算模型 3.2 荷载分析 输电塔结构承受的荷载除本身自重主要是水平方向和竖直方向的荷载作用，由于输电塔的自重较轻与水平荷载和竖直荷载相比可以忽略不计。所以。再内力分析中只要考虑水平荷载和竖直荷载的作用。 竖直方向的作用等于把力平均分配到四根主杆上。然后在A点，或B点进行水平方向的作用，此结构等于把单方向水平拉了所产生的扭力转化为