輸電塔結(jié)構(gòu)風振控制研究及優(yōu)化分析.pdf

1、本文以上任線某特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)為研究背景，對特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的風荷載模擬、風致振動特征、風振控制以及阻尼器的優(yōu)化布置等問題展開了研究，主要進行了以下工作:
　　1.根據(jù)風速譜矩陣模擬特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的風荷載時程
　　首先探討了不同模擬風速時程的數(shù)值計算方法，選取了諧波合成方法作為該輸電塔結(jié)構(gòu)風速時程的模擬方法。同時由于輸電塔結(jié)構(gòu)在高度方向尺度遠大于其在其他方向的尺度，根據(jù)輸電塔結(jié)構(gòu)的特點，在模擬風速時采用了Kaimal風速譜

2、來描述輸電塔結(jié)構(gòu)的風場;然后提出結(jié)合荷載規(guī)范計算風荷載的方法，在模擬輸電塔結(jié)構(gòu)風荷載時，考慮了風載體型系數(shù)等因素的影響。同時為了考察輸電塔結(jié)構(gòu)在不同風向作用下的風荷載的變化，分別模擬了正風向和側(cè)風向的風荷載。
　　2.采用有限元軟件分析輸電塔結(jié)構(gòu)的風致振動響應
　　首先分析了該輸電塔結(jié)構(gòu)的振型，結(jié)果表明剛度較大，第一、二階振型的周期均在1.6s左右，同時需要注意的是該輸電塔結(jié)構(gòu)局部振動比較明顯，在第三振型就出現(xiàn)了比較明顯的局

3、部振動，分析表明需要采取相應的措施解決該問題。然后采用時程分析方法計算了該輸電塔結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應，比較了在正風向和側(cè)風向作用下結(jié)構(gòu)的風振響應，結(jié)果表明，在兩種風向的風荷載作用下結(jié)構(gòu)的響應差別不大，僅在局部（橫擔位置）有明顯的差別。
　　3.采用粘彈性阻尼器對該輸電塔結(jié)構(gòu)進行風振控制
　　分析了粘彈性阻尼器的特征和主要性能參數(shù)，結(jié)果表明粘彈性阻尼器是一種隨溫度和頻率的變化敏感的材料，由于阻尼器構(gòu)造簡單、安裝便于等優(yōu)

4、點使其在結(jié)構(gòu)振動控制中應用較為廣泛;將粘彈性阻尼器加入到輸電塔結(jié)構(gòu)中對其進行風振控制，并將分析結(jié)果與未設置粘彈性阻尼器的結(jié)構(gòu)進行比較。分析結(jié)果表明，采用粘彈性阻尼器可以明顯地降低結(jié)構(gòu)的風致動力響應。
　　4.基于遺傳算法的粘彈性阻尼器優(yōu)化布置
　　將輸電塔結(jié)構(gòu)簡化為層間剪切模型，并基于遺傳算法建立了輸電塔結(jié)構(gòu)阻尼器布置的優(yōu)化模型，計算阻尼器布置的最優(yōu)解。結(jié)果表明，采用遺傳算法對輸電塔結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化可以得到穩(wěn)定的最優(yōu)解。同時考慮