[发明专利]带悬挑横担常规单塔基于有效荷载法的风振系数简化计算方法

权利要求书

1.一种带悬挑横担常规单塔基于有效荷载法的风振系数简化计算方法，其特征在于具体步骤为：

S1：确定常规单塔的计算参数，并确定常规单塔所在地面粗糙度类别，设定10m高度处的平均分速常规单塔的总高度H；跟开b₁；横担个数n_c；横担平均外伸长度

S2：通过水平均布荷载作用下结构的挠曲线获得步骤S1中的常规单塔0°风向角的1阶侧弯振型φ₁(z)，具体公式为：

S3：根据荷载规范引入背景分量因子B_z(z)，进而计算输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρ_x和脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρ_z；

根据荷载规范引入的共振分量因子R；

根据荷载规范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、瑞流度高度变化系数风压随高度变化系数μ_z；

分别计算常规单塔剩余塔身、横担、横隔面处的风振系数考虑对荷载响应相关系数ρ_fr'影响的修正系数θ_ηB；

S4：根据步骤S1中常规单塔所在地面粗糙度类别，获取背景分量因子的中间变量γ的拟合系数k_γ、a_γ；

根据常规单塔的宽度、深度得到风振系数考虑整体外形变化的修正系数θ_v；

根据常规单塔的横担平均外伸长度、总高度、横担个数得到风振系数考虑附加面积的修正系数θ_a与风振系数考虑附加质量的修正系数θ_m的乘积θ_l；

根据常规单塔考虑所在地面粗糙度类别和带悬挑横担的影响因子，确定常规单塔荷载响应相关系数ρ_fr'的中间变量γ_B；

根据常规单塔考虑带悬挑横担的影响因子，确定常规单塔剩余塔身、横担、横隔面处的新共振分量因子考虑脉动风荷载空间相关性的修正系数θ_ηR；

S5：简化并得到常规单塔剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的计算公式并计算得到对应的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)；

计算得到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)；

S6：考虑外形规律变化的影响因素，计算当塔高H确定时，新背景分量因子

考虑横担、横隔面的附加质量和附加面积的影响，计算新共振分量因子

S7：计算带悬挑横担常规单塔风振系数β(z)；

步骤S3中常规单塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρ_x和脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρ_z的计算公式为：

b为外轮廓宽度，中间变量采用指数函数对其进行拟合，表达式为：

步骤S3中：所述共振分量因子R的计算公式为：

其中，n为脉动风速的频率；

所述风振系数考虑对荷载响应相关系数ρ_fr'影响的修正系数θ_ηB的计算公式为：

步骤S4中荷载响应相关系数ρ_fr'的中间变量γ_B的计算公式为：

其中，荷载响应相关系数的中间变量γ_B的计算参数取值范围见表1；

表1 常规单塔γ_B的计算参数取值详情表

2.根据权利要求1所述的带悬挑横担常规单塔基于有效荷载法的风振系数简化计算方法，其特征在于步骤S5所述的常规单塔剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的计算公式为：

所述横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_I)计算公式为：

所述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)计算公式为：