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
【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
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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Q235-B【及以上的钢》材;
! (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 50!。017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G【B, 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 5!0017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 5001【7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》100~2》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《
! 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】
! 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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