结构力学设计

计算结构力学及有限元设计参数表格电压等级水平档距温最低气温最大风速最大覆冰海最高海拔钢材型号110KV200m+40-3030m/s10mm200mQ235．建立杆塔模型根据上述参数表格，在吉林地区，110KV输电杆塔，档距为200m,钢材种类为Q235。平均海拔200m以下，所有气象参数选用线路附近100km以内的气象站记录。该地区最高气温为+40°C,最低气温为-30°C,设计最大风速为30m/s,覆冰主要为雾凇冰，厚度为10mm,东北地区风荷载和覆冰荷载变化较大，要求杆塔有较大的强度和稳定性来确保输电线路的正常运行。杆塔的总高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和避雷线支架高度，其与档距、地理条件、电压等级、气候及电气条件等因素有关。杆塔的呼称高度:H二入+ +h+△hmax X入：入为悬垂绝缘子串长度，吉林地区海拔为200m以下，入=1.021m。f：f为导线的最大弧垂，f=21m。max max maxh:h为导线到地面及被跨越物的安全距离，110KV标称电压,线路经过非居民区，h=6.0m。X/h：/h为施工裕度，档距为200m，取/h=0.6m。所以H=1.021+21+6.0+0.6=28.621m，取H=29m。确定导线间距：根据运行经验确定，1000m以下档距计算式为Dm=0.4九+丄+0・65、fmar所以Dm=3.10m,取Dm=3m。110

二．设计分析过程因SAP2000计算软件在运行时已考虑杆塔自重荷载，故在此不必考虑。导线和其他因素产生的荷载分配到节点上，如图所示（单位：KN）：风荷载分配到每个节点上，如图所示单位（KN）考虑挠度由SAP2000软件运算得杆塔变形图为：运行分析：SAP2000v14.1.0AdvancedC(AnalysisBuild8813/32)File:C:\Users\lenovo\Desktop\新建文件夹(2)\l.L0GBEGIN ANALYSIS2012/01/1012:59:11RUNNINGANALYSISWITHINTHEGUIPROCESSUSINGTHEADVANCEDSOLVER(PROVIDESLIMITEDINSTABILITYINFORMATION)ELEMENT FORMATION

12:59:11LINEAREQUATIONSOLUTION12:59:11FORMINGSTIFFNESSATZERO(UNSTRESSED)INITIALCONDITIONSTOTALNUMBEROFEQUILIBRIUMEQUATIONS=4207572NUMBEROFNON-ZEROSTIFFNESSTERMS7572NUMBEROFEIGENVALUESBELOWSHIFTLINEARSTATICCASESLINEARSTATICCASES12:59:11USINGSTIFFNESSATZERO(UNSTRESSED)INITIALCONDITIONSTOTALNUMBEROFCASESTOSOLVENUMBEROFCASESTOSOLVEPERBLOCKLINEARSTATICCASESTOBESOLVED:CASE:DEADCASE:1111EIGENMODALANALYSISEIGENMODALANALYSIS12:59:11CASE:MODALUSINGSTIFFNESSATZERO(UNSTRESSED)INITIALCONDITIONSNMBEROFSTIFFNESSDEGREESOFFREEDOM=42020412NUMBEROFMASSDEGREESOFFREEDOM20412MAXIMUMNUMBEROFEIGENMODESSOUGHT

MINIMUMNUMBEROFEIGENMODESSOUGHTNUMBEROFRESIDUAL-MASSMODESSOUGHT241.00E-09.000000=-INFINITY-YESEV=0.0000000E+00,241.00E-09.000000=-INFINITY-YESEV=0.0000000E+00,RELATIVECONVERGENCETOLERANCEFREQUENCYSHIFT(CENTER)(CYC/TIME)FREQUENCYCUTOFF(RADIUS)(CYC/TIME)ALLOWAUTOMATICFREQUENCYSHIFTINGOriginalstiffnessatshiftf=.000000,T=-INFINITY-Numberofeigenvaluesbelowshift=0Foundmode1of12:EV=6.9011834E+01,f=1.322154,T=0.756342Foundmode2of12:EV=1.1669402E+02,f=1.719271,T=0.581642Foundmode3of12:EV=1.3366437E+02,f=1.840043,T=0.543466Foundmode4of12:EV=3.1533888E+02,f=2.826239,T=0.353827Foundmode5of12:EV=4.1926872E+02,f=3.258865,T=0.306855Foundmode6of12:EV=4.5204953E+02,f=3.383866,T=0.295520

Foundmode7of12:EV=7.0601617E+02,f=4.228900,T=0.236468Foundmode8of12:EV=7.8934778E+02,f=4.471511,T=0.223638Foundmode9of12:EV=9.6192942E+02,f=4.936188,T=0.202585Foundmode10of12:EV=1.0435611E+03,f=5.141372,T=0.194501Foundmode11of12:EV=1.0669329E+03,f=5.198627,T=0.192358Foundmode12of12:EV=1.1351549E+03,f=5.362258,T=0.186489TOC\o"1-5"\h\zNUMBEROF EIGENMODESFOUND = 12NUMBEROF ITERATIONSPERFORMED = 9NUMBEROF STIFFNESSSHIFTS = 0ANALYSISCOMPLETE2012/01/1012:59:111.初选截面为：开始结构设计/校核校核所有通过杆件，有98根杆件没有通过2..改变设计截面，将截面变为L5*4*l/4时，开始结构设计/校核校核所有通过杆件，有32根杆件没有通过3.改变设计截面，将截面变为L5*5*1/2时，开始结构设计/校核校核所有通过杆件，有8校核所有通过杆件，有8根杆件没有通过开始结构设计/校核4.改变设计截面，将截面变为L7*6*5/16时,开始结构设计/校核X校核所有通过杆件，所有杆件全部通过杆件截面尺寸相应截面对应的杆件L4*3*1/485,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103

104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,126,127,128,129,130,131,132L5*4*1/41,4,7,10,13,16,19,22,37,40,43,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,8182,83,84L5*5*1/21,4,7,10,13,16,19,22,37,40,43,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,8182,83,84L76*5*5/1626,27,29,30,32,33,35,36L7*6*5/1614,15,17,18,20,21,23,24,38,39,41,42,44,45,47,48L8*7*5/162,3,5,6,8,9,11,12,25,28,31,34风荷载4KN不变，水平荷载加到25KN，竖向荷载加到7KN荷载继续增加时杆塔其中有一部分杆件失稳。所以该杆塔能承受导线形成的水平最大牵引力为25KN;竖向荷载最大值为7K；风形成的荷载最大值为4KN。三．有限元课课程设计收获结束了计算结构力学及有限元课程的学习，为了更好理解有限元思想以及检验我们的学习成果，老师决定让我们结合有限元理论应用SAP2000软件设计输电杆塔模型，开始的时候虽然有点不知所措，但是151515通过不断的问老师并且还和同学研究讨论，最后按时完成该课程设计我们的内心是无比激动，同时为自己完成课设而感到非常欣慰。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能