一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法及装置制造方法及图纸

一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法及装置，包括：基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数，考虑了钢管背风面遮挡效应、脉动风效应和钢管空间位置影响，提高了确认钢管输电塔风荷载体型系数的精确度。

Method and device for confirming wind load shape coefficient of steel tube transmission tower tower

A method and device for confirming the wind load shape factor of steel tube transmission tower truss is presented, which includes: obtaining the wind load reduction factor on the leeward side of the steel tube transmission tower based on the wind tunnel test model built in advance; obtaining the weighted wind load shape factor of the steel tube transmission tower truss according to the construction drawings and the wind field characteristics of the steel tube transmission tower truss; Based on the leeward wind load reduction factor and the weighted wind load shape factor of the steel tube transmission tower truss, the wind load shape factor of the steel tube transmission tower is determined. The wind shielding effect on the leeward surface of the steel tube, the fluctuating wind effect and the influence of the space position of the steel tube are considered. The accuracy of the wind load shape factor of the steel tube transmission tower is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法及装置
本专利技术涉及输电线路设计荷载计算领域，具体涉及一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法及装置。
技术介绍
钢管输电塔风荷载效应属于典型的钝体绕流范畴，常伴有气流分离、再附和旋涡脱落等现象，其雷诺数效应较为复杂。雷诺数作为钢管输电塔风荷载计算的关键参数之一，钢管节段风荷载体型系数会随着雷诺数的变化而改变，使得钢管输电塔结构在不同来流风速下会表现出不同的响应特征，如何准确考虑这一变化的影响，是钢管输电塔抗风设计中需要解决的关键问题。现有的钢管输电塔塔架的风荷载体型系数确认方法存在：实际操作中钢管构件的风荷载取值偏于危险，雷诺数效应的影响因素考虑不全面，因此，导致计算的钢管输电塔风荷载体型系数的精确度不高。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法及装置。本专利技术提供的技术方案是：一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法，包括：基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数。优选的，所述根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数，包括：基于钢管输电塔所处的风场特征计算风场脉动风影响的雷诺数修正系数；基于钢管输电塔施工图计算不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数；基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。优选的，所述基于钢管输电塔所处的风场特征计算风场脉动风影响的雷诺数修正系数，如下式所示：KI＝1-Iz式中：KI：风场脉动风影响的雷诺数修正系数；Iz：钢管输电塔节段形心高度z处的湍流强度；z：钢管输电塔节段形心高度；其中，钢管输电塔节段形心高度z处的湍流强度Iz，按下式计算：式中：IH：高度H的湍流强度；H：预设高度；α：地面粗糙度指数。优选的，所述基于钢管输电塔施工图计算不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数，如下式所示：式中：Ksi：第i根钢管构件的空间位置对雷诺数的修正系数；βi：风向与第i根钢管构件轴向的夹角。优选的，所述基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数，包括：基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算修正后的钢管输电塔构件雷诺数；根据所述修正后的钢管输电塔构件雷诺数计算钢管输电塔塔架的风荷载体型系数；基于所述钢管输电塔塔架的风荷载体型系数和钢管构件的有效投影面积计算得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。优选的，所述基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算修正后的钢管输电塔构件雷诺数，如下式所示：Rei＝KIKsi(6.9×104VzDi)式中：Rei：修正后的第i根钢管构件的雷诺数；KI：风场脉动风影响的雷诺数修正系数；Ksi：第i根钢管构件的空间位置对雷诺数的修正系数；Vz：钢管输电塔节段形心高度z处的换算风速；z：钢管输电塔节段形心高度；Di：第i根钢管构件的外径。优选的，所述根据所述修正后的钢管输电塔构件雷诺数计算钢管输电塔塔架的风荷载体型系数，如下式所示：式中：CDFi：钢管输电塔塔架中第i根钢管的风荷载体型系数；Rei：修正后第i根钢管构件的雷诺数。优选的，所述基于所述钢管输电塔塔架的风荷载体型系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数计算得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数，如下式所示：式中：钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；CDFi：钢管输电塔塔架中第i根钢管构件的风荷载体型系数；Ai：钢管输电塔桁架中第i根钢管构件的加权风荷载体型系数。优选的，所述基于风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数，包括：在预先建立的风洞试验模型中，测量迎风面风荷载体型系数和背风面风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载体型系数和迎风面风荷载体型系数计算得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；所述风洞试验模型根据钢管输电塔的结构施工图确定。优选的，所述基于所述背风面风荷载体型系数和迎风面风荷载体型系数计算得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数，如下式所示：式中：η：钢管塔架的背风面风荷载降低系数；μb：背风面风荷载体型系数；μf：迎风面风荷载体型系数。优选的，所述基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数，如下式所示：式中：CDT：钢管输电塔塔架的风荷载体型系数；钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；η：钢管塔架的背风面风荷载降低系数。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认装置，包括：背风面系数模块，用于基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；脉动风模块，用于根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；确定模块，用于基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数。优选的，所述脉动风模块，包括：第一修正子模块，用于基于钢管输电塔所处的风场特征计算风场脉动风影响的雷诺数修正系数；第二修正子模块，用于基于钢管输电塔施工图计算不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数；脉动风子模块，用于基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。优选的，所述脉动风子模块，包括：第一结果单元，用于基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算修正后的钢管输电塔构件雷诺数；第二结果单元，用于根据所述修正后的钢管输电塔构件雷诺数计算钢管输电塔塔架的风荷载体型系数；第三结果单元，用于基于所述钢管输电塔塔架的风荷载体型系数和钢管构件的有效投影面积计算得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的技术方案，基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数，考虑了钢管背风面遮挡效应、脉动风效应和钢管空间位置影响，提高了确认钢管输电塔风荷载体型系数的精确度。附图说明图1为本专利技术一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法流程图；图2为本专利技术中钢管构件与来流方向的空间位置示意图；图3为本专利技术钢管输电塔塔身节段的施工图；1‐钢管构件轴线；2‐钢管构件；3‐来流所在水平面与钢管构件轴线方向的椭圆切平面的长轴直径；4‐塔身主材；5‐横隔面水平构件；6‐塔身斜材。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。实施例1图1为一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法流程图，如图1所述，包括以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法，其特征在于，包括：基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数。

【技术特征摘要】
1.一种钢管输电塔塔架的风荷载体型系数的确认方法，其特征在于，包括：基于预先搭建的风洞试验模型得到钢管塔架的背风面风荷载降低系数；根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数；基于所述背风面风荷载降低系数和钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数确定钢管输电塔塔架的风荷载体型系数。2.如权利要求1所述的确认方法，其特征在于，所述根据钢管输电塔的施工图和所处的风场特征得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数，包括：基于钢管输电塔所处的风场特征计算风场脉动风影响的雷诺数修正系数；基于钢管输电塔施工图计算不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数；基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。3.如权利要求2所述的确认方法，其特征在于，所述基于钢管输电塔所处的风场特征计算风场脉动风影响的雷诺数修正系数，如下式所示：KI＝1-Iz式中：KI：风场脉动风影响的雷诺数修正系数；Iz：钢管输电塔节段形心高度z处的湍流强度；z：钢管输电塔节段形心高度；其中，钢管输电塔节段形心高度z处的湍流强度Iz，按下式计算：式中：IH：高度H的湍流强度；H：预设高度；α：地面粗糙度指数。4.如权利要求2所述的确认方法，其特征在于，所述基于钢管输电塔施工图计算不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数，如下式所示：式中：Ksi：第i根钢管构件的空间位置对雷诺数的修正系数；βi：风向与第i根钢管构件轴向的夹角。5.如权利要求2所述的确认方法，其特征在于，所述基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数，包括：基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算修正后的钢管输电塔构件雷诺数；根据所述修正后的钢管输电塔构件雷诺数计算钢管输电塔塔架的风荷载体型系数；基于所述钢管输电塔塔架的风荷载体型系数和钢管构件的有效投影面积计算得到钢管输电塔桁架的加权风荷载体型系数。6.如权利要求5所述的确认方法，其特征在于，所述基于所述风场脉动风影响的雷诺数修正系数和不同空间位置钢管构件的雷诺数修正系数计算修正后的钢管输电塔构件雷诺数，如下式所示：Rei＝KIKsi(6.9×104VzDi)式中：Rei：修正后的第i根钢管构件的雷诺数；KI：风场脉动风影响的雷诺数修正系数；Ksi：第i根钢管构件的空间位置对雷诺数的修正系数；Vz：钢管输电塔节段形心高度z处的换算风速；z：钢管输电塔节段形心高度；Di：第i根钢管构件的外径。7.如权利要求5所述的确认方法，其特征在于，所述根据所述修正后的钢管输电塔构件雷诺数计算钢管输电塔塔架的风荷载体型系数，如下式所示：式中：CDFi：钢管输电塔塔架中第i根钢管的风荷载体型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨风利，李正，张宏杰，黄国，王飞，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11