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5 — ,。钢塔架和桅》杆结构?
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5.1 一般规!定
!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! 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
! , 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 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—GB: 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 50!0,17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
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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1】00~200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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