[发明专利]基于惯性力法和塔线分离法考虑塔线耦合影响的超高大跨越塔、线风载荷的计算方法

权利要求书

1.一种基于惯性力法和塔线分离法考虑塔线耦合影响的超高大跨越塔、线风载荷的计算方法，其特征在于：具体步骤为：

S1：搭建超高大跨越塔的塔线体系，并获取塔线体系的超高大跨越塔、输电线、绝缘子串的物理参数；

S2：基于塔线耦合影响因子，根据塔线体系中杆塔等效阻尼系数δ_e；

S3：将步骤S2得到的塔线体系中杆塔等效阻尼系数δ_e来替换阻尼系数ζ₁，求取塔线体系超高大跨越塔的风振系数β(z)；

考虑线形与线长影响因子，计算塔线体系悬垂绝缘子串最大风偏角的风振系数β；

其中，求取塔线体系超高大跨越塔的风振系数β(z)的步骤为：

S311：根据步骤S1中超高大跨越塔的物理参数，确定超高大跨越塔所在地面粗糙度类别，设定10m高度处的平均风速超高大跨越塔的总高度H；跟开b₁；横担个数n_c；横担平均外伸长度

S312：构建超高大跨越塔的风荷载的计算模型，通过水平均布荷载作用下结构的挠曲线获得超高大跨越塔0°风向角的1阶侧弯振型φ₁(z)；

z为实际高度值

S313：根据荷载规范引入背景分量因子B_z(z)，进而计算超高输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρ_x；比较超高输电塔的塔高和梯度风高度，计算脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρ_z；根据荷载规范引入并计算共振分量因子R；确定地面粗糙度指数α；峰值因子g_s；10m高度处的湍流度I₁₀；

Hg为梯度风高度；ξ₁＝δ_e；n为脉动风速的频率；

S314：获取背景分量因子的中间变量γ的拟合系数k_γ、a_γ、l_y、m_y和b_y；考虑超高输电塔梯度风影响因素，求取风振系数考虑整体外形变化的修正系数θ_v；考虑超高输电塔梯度风高度因素和钢管中混凝土作为附加质量因素；

求取修正系数θ_l，该修正系数θ_l为风振系数考虑附加面积的修正系数θ_a和风振系数考虑附加质量的修正系数θ_m的乘积；

S315：考虑钢管中混凝土作为附加质量因素，求取在剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的θ_b(z)、横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_I)和横隔面的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_J)；

S316：根据塔身的实际高度值z，根据步骤S315获取的修正系数对应求取在z高度处的背景分量因子B_z(z)；

μ_zg为梯度风高度处的风压高度变化系数；

S317：计算风振系数β(z)；其中，风振系数表达式为：g_s为峰值因子，其根据荷载规范取值；

S4：考虑塔线耦合效应，求取塔线体系风荷载脉动折减系数ε_c；

S5：根据步骤S4得到的塔线体系风荷载脉动折减系数，对步骤S3中的塔线体系超高大跨越塔的风振系数、风偏角的风振系数β进行修正计算，得到塔线体系超高大跨越塔的修正风振系数β^*(z)和塔线体系输电线的修正风振系数β^*；

S6：基于塔线分离法，在等效振动惯性力作用下计算超高大跨越塔线体系中超高输电塔的设计风荷载和大跨越输电线的设计风荷载W_X。