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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
! 《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》
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》 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G》B 5013—5-:2006《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G?B :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》
【 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
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【(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 5001】7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
! 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2—0%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 50《017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GB 500!1,7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GB 5》0017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
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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100~200】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
! : 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
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? 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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