下?lián)舯┝髯饔孟螺旊姉U塔的風(fēng)振響應(yīng)

王 昕

（武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430070）

下?lián)舯┝魇菑?qiáng)下沉氣流沖擊地面后向四周擴(kuò)散引發(fā)的近地面強(qiáng)風(fēng)，風(fēng)速最大值分布在距離地面50～150m高度處，容易造成輸電桿塔結(jié)構(gòu)的倒塌，對社會生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大傷害。目前，國內(nèi)外學(xué)者對下?lián)舯┝髯饔孟螺旊姉U塔的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了研究。Li等[1]考慮邊界層的非線性變化，提出了水平速度的豎向形狀函數(shù)和修正的徑向形狀函數(shù)，令下?lián)舯┝黠L(fēng)場模型更加簡單和精確。楊風(fēng)利等[2]建立有限元模型，分別計算常規(guī)風(fēng)和下?lián)舯┝黠L(fēng)作用下輸電塔主要桿件的受力情況，并以應(yīng)力比為桿件破壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)，找到了下?lián)舯┝髯饔孟螺旊姉U塔的最不利桿件的位置。

文章研究采用Li風(fēng)速剖面模型，通過計算得到貓頭塔在下?lián)舯┝髯饔孟碌娘L(fēng)荷載，進(jìn)而對有限元模型進(jìn)行非線性動力分析，得到輸電桿塔在運動型下?lián)舯┝髯饔孟碌慕Y(jié)構(gòu)響應(yīng)，并計算各個塔段高度的風(fēng)振系數(shù)。

1 運動型下?lián)舯┝黠L(fēng)場模型

在下?lián)舯┝黠L(fēng)場運動的過程中，水平風(fēng)速由隨時間變化的平均風(fēng)和脈動風(fēng)組成，則任一時間任一高度的下?lián)舯┝黠L(fēng)速可按式（1）表述。

1.1 平均風(fēng)速模擬

在下?lián)舯┝髯饔玫倪^程中，風(fēng)場中心會隨著時間的變化向輸電桿塔中心移動，下?lián)舯┝骱洼旊姉U塔加載點的相對位置會發(fā)生改變，導(dǎo)致該點的水平風(fēng)速也發(fā)生變化。Holmes[3]認(rèn)為下?lián)舯┝黠L(fēng)場中任一位置點的平均風(fēng)速可表示為該點的徑向風(fēng)速與下?lián)舯┝黠L(fēng)場的移動速度之和，即