输电塔典型节点钢管杆件动力特性研究 Dynamic characteristic of steel tubular members connected with typical joints of a transmission tower.pdfVIP

振动与冲击 AND 第28卷第10期 JOURNALOFVIBRAllONSHOCK 输电塔典型节点钢管杆件动力特性研究 邓洪洲1，李峰1，陈强2，吴昀2 (1．同济大学建筑工程系，上海200092；2．福建省电力勘测设计院，福州350003) 摘 要：输电塔钢管杆件易发生微风振动，起振风速与杆件自振频率有关。为了获得钢管杆件的自振频率规律， 分别通过动力特性试验和ANSYS有限元模拟进行了研究，得到了常用长细比典型节点钢管杆件的1阶自振频率。结果 表明单插板连接和U插板连接杆件弱轴1阶自振频率接近于两端铰接结果、强轴1阶自振频率接近于两端固接结果，十 字插板连接和法兰连接杆件1阶自振频率接近于两端固接结果，螺栓数对钢管杆件1阶自振频率影响不大。最后总结出 了方便工程应用的1阶自振频率简化计算方法。 关键词t动力特性试验；钢管杆件；插板连接；法兰连接 中图分类号：TU311．3 文献标识码：A 输电线路钢管塔钢管杆件在较小风速下会发生微 端固定、哪类可简化为两端铰接。由于实际节点型式 Ll 与理论铰接或固接存在差别，理论数据往往与实际情 风振动，起振风速秽。=f．D／StJ，式中^为钢管杆件的 自振频率，D为钢管直径，＆为斯托罗哈数，对于圆形 况会有一定误差。因此本文分别通过动力特性试验和 截面可近似取0．2。可以看出微风振动的起振风速与 ANSYS分析∞o分别对典型节点钢管杆件的自振特性进 钢管杆件的自振频率成正比，因此确定钢管杆件的自 行研究，最终总结出适用于工程设计的动力特性计算 振频率对研究钢管杆件的微风振动尤为重要。 方法。 钢管杆件的自振频率由几何尺寸和杆端节点形式 本文选取西70x3．5钢管，研究不同节点形式(单 决定。目前在钢管塔中常见的节点形式主要有两种： 插板、U插板、十字插板和法兰)、不同长细比(100— 插板连接(按插板类型又分为：单插板连接、U插板连 接以及十字插板连接)和相贯焊连接(需借助法兰进行 个螺栓)和不同方位(单插板和U插板的强弱轴)的动 连接)。现行设计规范旧。中，采用控制等径钢管的1阶 力特性的规律。试件根据长细比、节点型式和螺栓数 m／s的方法来控制微风共 编号如表l，其中s、u、c、F分别代表单插板、U插板、 起振临界风速t，。不小于15 振的发生。规范旧。给出了两端固定、两端铰接以及悬 十字插板和相贯焊／法兰连接，字母后的三位数字代表 臂三种杆端约束条件下的钢管的1阶起振临界风速口。， 试件的长细比，“一”后的数字代表连接螺栓数。试验 曲线，但是没有说明哪类节点对应的约束可简化为两 模型如图1。 表l 典型节点钢管杆件动力特性试验试件编号表 基金项目：福建省电力公司科研项目(科2007—45) 收稿日期：2008—10-08修改稿收到日期：2009一01—04 第一作者邓洪洲男，博士，教授，博士生导师，1960年生 万方数据 第lO期 邓洪洲等：输电塔典型节点钢管杆件动力特性研究 61 广铺 广LfP忾 攀 (a)单插板试件图 学 萼 礴鲥口丌引=#川U日出 蛰蜜 (b)u插板试件图 (c)十字插板试件图 (d)法兰试件图