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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
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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G《B 5?。0135-2006!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
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— 50?017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Q2?35:-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℃~-【4,0℃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 500—。17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GB 5001】7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, 50017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《00:17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【
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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
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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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