《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 50135-】。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
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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
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 50【01:7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
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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:1,0%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【 ,50017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 5001】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
】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100~2】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
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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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