[发明专利]一种三角形断面铁塔塔身风荷载的确定方法

摘要

本发明涉及一种三角形断面铁塔塔身风荷载的确定方法，所述三角形断面铁塔包括主材、斜材、横隔面和连接板，该方法通过确定塔身构件承受风压的总投影面积、填充率、塔身背风面风压降低系数和角度风风向系数，从而确定所述塔身的风荷载；本发明的方法综合考虑风向、填充率和三角形塔身的三个面间的相互作用等因素的影响，填补了《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154‑2002）中三角形塔风荷载计算的空白，且与《建筑结构荷载规范》中给出的风荷载确定方法相比，具有更好的适用性和更高的精度。

主权项

1.一种三角形断面铁塔塔身风荷载的确定方法，所述三角形断面铁塔包括主材、斜材、横隔面和连接板，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)确定塔身构件承受风压的总投影面积；(2)确定填充率；(3)确定塔身背风面风压降低系数；(4)确定角度风风向系数；(5)确定塔身的风荷载；所述步骤( 1) 中的塔身构件包括主材、斜材、横隔材和辅助材；所述总投影面积As＝Ac+Af  (1)其中Ac为圆断面构件投影面积，Af为开口断面构件投影面积；所述投影面积为塔身构件在其所在面的法线方向的投影面积；所述步骤( 2) 中填充率的确定方法如下：其中，As——塔身构件承受风压的总投影面积；A——设计区段的轮廓面积；a1——设计区段的顶端塔身宽度；a2——设计区段的底端塔身宽度；h——设计区段的高度；所述步骤( 3) 中三角形断面铁塔塔身背风面风压降低系数η′确定方法如下：其中，η为四边形塔架b/a＝1时背风面荷载降低系数；b为塔架迎风面与背风面之间的距离，a为塔架迎风面宽度；所述步骤( 4) 中角度风风向系数Kθ确定方法如下：其中，θ为风向与迎风面法线方向的夹角；所述步骤( 5) 中的塔身的风荷载确定方法如下：Ww——三角形塔身所受到的沿风向方向的风荷载，kN；As1、As2、As3分别为三角塔塔身的迎风面1、面2和面3上构件沿其各自所在面法线方向的总投影面积，其中As1、As2和As3分别根据所述公式(1)计算；所述面2和面3依次为沿着迎风面1逆时针方向塔身的另外两个面；μz——风压高度变化系数，按《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》表5.6‑2的规定选用；μs——构件的体型系数，根据下述方法确定：所述塔身构件为圆断面构件：当μzW0·d2≤0.002时，μs＝1.2当μzW0·d2≥0.015时，μs＝0.7当0.002＜μzW0·d2＜0.015时，μs值按插入法计算所述塔身构件为角钢、槽钢、工字钢和方钢构件：μs＝1.3；其中，W0——基准风压标准值，kN/m2；d——为圆断面构件直径，m；Kθ1、Kθ2——分别为所述迎风面1和面2的角度风风向系数，根据所述公式(4)确定；As1为迎风面1的承受风压的总投影面积，Ac1为迎风面1圆断面构件投影面积，Af1为迎风面1开口断面构件投影面积；As2为面2的承受风压的总投影面积，Ac2为面2圆断面构件投影面积，Af2为面2开口断面构件投影面积；θ为风向与迎风面1法线方向的夹角；η₁'为三角形断面塔对应于迎风面1的背风面风压降低系数，其中，η₁为四边形塔架b/a＝1时填充率φ＝A_s1/A所对应的背风面荷载降低系数；η₂'为三角形断面塔对应于面2的背风面风压降低系数，其中，η₂为四边形塔架b/a＝1时填充率φ＝A_s2/A所对应的背风面荷载降低系数；βz——杆塔风荷载调整系数，按《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》表5.7‑2的规定选用；所述风荷载Ww按照计算区段内的主材节点数平均作用到每个主材节点上。