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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
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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GB 】5013《5-200》6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 50【0,17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
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—(1)应选》用Q23《5-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;—
【 :。 (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 》50017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 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《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GB】 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
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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
】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【100~20—0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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