《。5 钢塔架和桅】杆结构
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《5.1? 一般规定
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?5.1.1 — 承载能力》和疲劳关系》到结构的安全性【而,变形关系到结构的】使用性这三种状态】中,。的任何一种都可能】对,结构计算起控制作】用
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原标】。准中承载力、—稳定:的定义区间有重【合现改为《强度、稳定和变【形验算
! 塔桅钢结】构,的承载能力是指结】构或构件达到其允】许的最大承载能力】或者虽未达到最大承!载能力但由于塑性】。变形使得结》构或构件《几何形状发生—显著改变彻底不能使!用也认为已经达到最!大承载能《力塔桅结构的变【形验:算,。可以理解为结构【或构件不能》超过使?用功能上允许的某个!变形限值例》如过大的变形—不仅会对结》构产生不《利影响可能还会使人!们在心理上产—生不安全的感—觉或:者不满足工》艺要求
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》5.1.《2 高耸结构的】疲劳破?坏主要是风力—发电塔的破坏每年】都有:若干起造成很大的经!济损失高耸结构设计!规,范GB 《501?35-2《006修编时风力】发电塔还很》少所以未《有针:对性条款《目,前每年都有上—万座风力发电塔【建,成需维护的》风塔的数量急剧增】大所以疲劳》问,题已成?为风电发《展中的重要问题故本!次修:编加以?强调作?为强制性条文必须】严,格执行风《电塔的疲劳》问题在钢结构—方面主?要是钢筒焊》缝热:影响区的母材疲【劳问题和法兰连【接螺栓的疲劳—问题:以后这一问》题,更,为普遍和典型本【标准第5.8.2】条、第5.》8.3?条、:第,5.9.1条中有具!体规定本条为强【制性条?文必须严格执行
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5.1.!3 本条所指钢】材材质应符》合现行国家》标准钢结构设计标】准GB 50017!的规定是要求设【计者根据钢结构【。设计的基本》原理:并结合高《。耸钢结构的特点来】选择材料及辅助材】料材料选择对于钢】结构来讲至关重要涉!及结构设计的安全性!和经济性
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》高耸钢?结构:是承受?。动力荷载(》以风为主)》的室外结《构而且绝大部分为焊!。接结:构(小型角钢输电塔!不在本标《。准覆盖范围之—内)所以在选—择材料时应》。考虑以下几点—
】 (1)应选用】Q235-B及以】上的钢材《;
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— (2)对于桅杆】纤绳:的拉耳设计应考虑】微风时扭转效—应引起的《疲劳荷?载,作用材料和焊缝应比!一般高耸钢结构【提高一个等级;
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》 (3)【对于高耸《钢结构的《悬臂天线段应考虑鞭!梢效应?及高频振《动作用适当选用较】好的材料或适当【降低应力比;
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》 (4)对于】寒冷地区《的高耸?钢,结构:应考虑冷脆问题适】当提:。高,材料等级;根—据经验冬季极限低】温在-20℃~-】40℃的地区可【采,用C级?钢材;
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【(5)钢《材的选择应考—。虑经济性并易于采购!易于管理
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5.1.4 !本,条所涉及的》表A.0.3—中增加预《应力锚?。栓的设计参数其【抗拉强度是》。。按现行国家标准钢】结构设计《标准GB 》5,0017中》关于高强螺栓的抗】拉强度得出的但因】在表A.0.—3,注6中规定预应【力锚栓应用直接张】拉法施工所以—不得:用扭矩法施工—抗拉和抗扭共—同作用强度要除【以1.?。2此处只除以1.】1提高强度利—用,率也:要有:一定:余,地而且?对于锚栓加预—应力实践经》验证明必须用直【接张拉法用扭—。矩法:易于折断锚栓—
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: : 表:A,.,。。。0.3?。注7中提《出对:于用直接张拉法施工!的摩擦型高强螺栓】其强度也可提—高10%也是—同理但这种螺—栓的螺杆长度要【达到螺栓《直径的6倍以上其】预应力损失才—低于:20:。%可:被接:受由:于标准适用范围增】加了电力《高塔故电力高—塔中常用的钢—。绞,线的:强度设计《值亦予收《录,国内电力系统使用螺!栓品种、数量—较钢结构建》筑,多,也对各类螺栓的承】载,能力进行过大—。量试验试验结—果比现行国家标【准,。钢结构设《计标准G《B, 5:0017提供的承】载能力略大故电力系!。统,普遍采用的螺栓承】载力与现行国家标准!钢结构设计标准【G,B 500》17有所区别为【了尊重?试验结果《本,标准在基本仍采【用现行?国,家标准钢《结构设计标准—G,B 50017数据!的前提下作出—说明即有《大量可?靠,试验依据《时可:根据行业内》具体情况做》适当修正而修正【需在行业《内,以行:业标准形式统一规】定
5】.1.5《 高耸《结构处于《室外大气环境腐蚀影!响,较大由于维护费【用问题越来越突【。出故目前对》高,耸结构一般均做【长效:防腐蚀处理本条所】列两种长效防腐蚀方!法均已经《过大量工程实践验证!其他长效防》腐方法如氟碳涂【层法、?无机:富锌涂层法》等均有?较好的应用前—景但尚需经过一定量!实际工程检验
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5—.1.6《 :塔桅钢结《构,的防雷接地》是,普遍性的重》要问:题且利?用结构主体作为防】雷引下线最为经【济防雷接地》又与基础的》设计与?施,工有关故在此—作为设计的一般规】定
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:5.1?.7 与一—。般结构相比桅杆【结构是受气候影响】更显著?的高耸结构风荷载】和裹冰荷载常—常是:。其控制荷载;且桅】杆结构高度》较,大横截面《相对较?小杆身长《细比通常在1—00~2《00左右远》大于一般的高—耸结构桅杆结—构的柔索纤》绳和细长杆》身导致横向》荷,载作用下的大变形整!个结:构表现出强非线性静!。力和动力特性十分复!杂
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? 桅》杆结构的非》线性因?素主要体现在①【纤,绳弦向变形和—弦向:张,力不成?正比纤绳动力刚度】。是非:。线性:的;②?二,。阶矩的影响由—。于纤绳斜《向张拉的作用杆【身内部轴向力—很大二阶矩》的影响不容忽略【。;③阻尼的》非线性纤绳》相当于一个等效的阻!尼,器能迅速衰减杆身】的振动其阻》尼作用?与纤绳的变形—有关另外《通常桅杆每层纤绳均!于空间相交于—。一点且各层》交点连?成一条线整个结构是!一,个瞬变?体系初?始抗扭刚度为零发】生扭转变形》后才有?抗扭刚度《与弹性恢复力所以桅!杆结构在微》。风荷载作用下就易】发生扭?转振动在正常使用情!况下微风出现的频率!最大因而桅杆—发生微风风激振动的!。频率也就很高—
【 桅杆》。的这些?。特点使其《在风:荷载作用下易—产生各种复杂—的风效应如顺—风随机?振动、横风涡激【。振动、自激》振动、?。参数振?动、混?沌现象?等频繁且复杂—的,风激振动易使桅【杆,产生疲劳损伤—而疲劳?。损伤又是桅杆结构倒!塌,的最常见《原因之一因此—在桅杆结构设计【。时需要采取》抗疲劳措《施以下分别从加【固节点和增大结【构抗扭刚度两方面考!虑①桅杆结构拉【耳连接?节点是最易发生疲劳!破坏的部位》拉耳节点板在设计】中只考虑平面—内受拉平面外刚度】很小杆身发生—扭转时纤绳与拉耳】。节点板?。会产生平面外夹角】使得节点板在—平面:外受弯这种》平面外?受力状态《。对拉耳抗《疲劳性能《。有不利的影响工程中!对于拉耳《。节点:。板平面外受力问题】通常采?用,加劲板来增》加其平面外刚度②】增大结构抗扭—。刚度可以通》。过改变纤《绳,布置:。方案来?。实现增加纤》绳数量和改变节点位!置使得纤绳拉—力,作用方向线》与结构中心不重合可!以为结构提》供额外的《抗扭:。刚度
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5:.1.8 》 要求节点构造【简单紧?凑的目的《主要是减《小受风面积》同时也可以简—化制作、节约钢材选!型应使?传力明确并尽—量减小次应》力影响其节》点构造?应简单紧凑
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