[發明專利]一種輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法

有效

• 申請號: 202110171900.2
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN113155406B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鐘維軍;徐海巍;姚劍鋒;姚艷
• 申請（專利權）人: 寧波市電力設計院有限公司;浙江大學
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;G01M5/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吉靖

1.一種輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法，其特征在于：所述輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法依次包括以下步驟：

1)、測試模型的選取與安裝

根據目標測試桿件所在位置選擇測試截斷模型；在截斷模型中取出一段包含目標測試桿件在內的脫離體，并將脫離體與整體的截斷模型脫開；脫離體的選取不宜過大，以保證后續桿件風荷載的測試精度，并且脫離體的選擇應保證目標測試桿件拆除后仍具有一定的剛度和整體性；以此脫離體作為測試對象，其余整體截斷模型作為干擾體；截斷模型安裝時：在整體截斷模型的上下各安裝一塊端板，且上、下端板所形成的空間將整體截斷模型容納在空間內部，以保證測試模型所處的流場環境為均勻二維流；其中整體截斷模型的底部與下端板相連，截斷模型的頂部接近上端板但不與之接觸；上、下板端的尺寸不應小于測試截斷模型最大尺寸的5倍，且下端板應比風洞底板抬升一定高度，以超過近地面邊界層流場的高度為宜；包含目標測試桿件在內的脫離體底部通過剛性支架與安裝在風洞底板上的測力天平相連接；天平的上表面不宜高于下端板；脫離體的高度和位置應與其在原整體截斷模型中的位置相近，但應與原模型保持一定的距離，該距離應當根據試驗流場條件選擇測試時脫離體模型與整體截斷模型不發生觸碰的最小距離；

2)、以脫離體為測試模型的風荷載測試

在均流場中對包含目標測試桿件的脫離體模型進行風洞測力試驗，以獲得不同風向下其整體在沿著橫擔的展開方向和垂直橫擔的展開方向的風荷載大小，分別記為F_x和F_y；然后拆除目標測試桿件，再次進行測力以獲得拆除目標測試桿件后的脫離體風荷載，分別記為F_x1和F_y1；

3)、目標測試桿件的風荷載體型系數確定

根據拆除目標測試桿件前后的脫離體測力試驗結果之差獲得目標測試桿件的風荷載大小，與之相應的體型系數由以下公式計算得到：

式中：μ_x和μ_y分別為沿著橫擔的展開方向和垂直橫擔的展開方向的風荷載體型系數，ρ為空氣密度，V為試驗來流風速，A為被測桿件的迎風面面積；對于迎風面積較小或者受風荷載不大的目標測試桿件，試驗中將該目標測試桿件附近與之尺寸相近，安裝角度和方式一致的相鄰桿件一并拆除，然后對剩余脫離體進行測力試驗，目標測試桿件的體型系數應按照以下方法進行確定：

式中：A₁，A₂和A_n分別為拆除桿件的迎風面面積，下標n代表拆除桿件的數量；

目標測試桿件的總體型系數μ，按照以下公式計算：

2.根據權利要求1所述的輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法，其特征在于：步驟(1)中：a)對于位于橫擔位置的目標測試桿件，選擇包含整個塔頭、橫擔以及與橫擔相接的部分塔身的截斷模型，b)對于位于塔身位置的目標測試桿件，則選擇包含目標測試桿件的塔身截斷模型。

3.根據權利要求1所述的輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法，其特征在于：所述脫離體為由目標測試桿件與其相鄰桿件所組成的空間單元體或者桿系平面。

4.根據權利要求1所述的輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法，其特征在于：步驟(2)中：對多根桿件進行測試時，應當依次拆除目標測試桿件，并將前一根拆除的桿件原樣裝回脫離體后進行試驗。

5.根據權利要求1所述的輸電塔結構桿件風荷載體型系數的確定方法，其特征在于：需要拆除的相鄰桿件選取與目標測試桿件位于同一平面內。