[发明专利]考虑梯度风和混凝土质量影响的超高输电塔风振系数简化计算方法

权利要求书

1.一种考虑梯度风和混凝土质量影响的超高输电塔风振系数简化计算方法，其特征在于具体步骤为：

S1：确定超高输电塔的计算参数，并确定超高输电塔所在地面粗糙度类别，设定10m高度处的平均分速超高输电塔的总高度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中的超高输电塔0°风向角的1阶侧弯振型φ₁(z)；

S3：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；

S4：根据步骤S1中超高输电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、l_γ、m_γ和b_γ；

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；

式中，n_g为梯度风高度以下的累加个数；m′(z)为z高度处钢管中混凝土的单位高度质量，zH′；

S5：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)；

步骤S5中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)的计算公式为：

横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_J)的计算公式为：

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)的计算公式为：

S6：根据步骤S5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)；

步骤S6中，背景分量因子B_z(z)的计算公式为：

μ_zg为梯度风高度处的风压高度变化系数；

S7：根据z高度处的背景分量因子B_z(z)，结合超高输电塔的设计风振系数计算公式求取对应的风振系数；

超高输电塔的各部位设计风振系数计算公式为：

g_s为峰值因子，其根据荷载规范取值。

2.根据权利要求1所述的考虑梯度风和混凝土质量影响的超高输电塔风振系数简化计算方法，其特征在于：

在步骤S2中，超高输电塔0°风向角的1阶侧弯振型φ₁(z)的计算公式为：

其中，H为超高输电塔的总高度；z为当前所在高度值。

3.根据权利要求1所述的考虑梯度风和混凝土质量影响的超高输电塔风振系数简化计算方法，其特征在于：在步骤S3中，超高输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρ_x计算公式为：b为外轮廓宽度；

超高输电塔塔高的脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρ_z的计算公式为：

H_g为梯度风高度；

共振分量因子R的计算公式为：

其中，

n为脉动风速的频率。