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5.鋼塔架和桅桿結(jié)構(gòu)5,1 一般規(guī)定5 1 1、承載能力和疲勞關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性,而變形關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用性.這三種狀態(tài)中的任何一種都可能對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算起控制作用。原標(biāo)準(zhǔn)中承載力，穩(wěn)定的定義區(qū)間有重合、現(xiàn)改為強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形驗(yàn)算 塔桅鋼結(jié)構(gòu)的承載能力是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到其允許的最大承載能力 或者雖未達(dá)到最大承載能力。但由于塑性變形使得結(jié)構(gòu)或構(gòu)件幾何形狀發(fā)生顯著改變、徹底不能使用、也認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到最大承載能力，塔桅結(jié)構(gòu)的變形驗(yàn)算可以理解為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不能超過使用功能上允許的某個(gè)變形限值、例如、過大的變形不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響.可能還會(huì)使人們?cè)谛睦砩袭a(chǎn)生不安全的感覺,或者不滿足工藝要求，5。1 2.高聳結(jié)構(gòu)的疲勞破壞主要是風(fēng)力發(fā)電塔的破壞 每年都有若干起，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失.高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB.50135.2006修編時(shí)、風(fēng)力發(fā)電塔還很少、所以未有針對(duì)性條款.目前每年都有上萬座風(fēng)力發(fā)電塔建成 需維護(hù)的風(fēng)塔的數(shù)量急劇增大 所以疲勞問題已成為風(fēng)電發(fā)展中的重要問題.故本次修編加以強(qiáng)調(diào)。作為強(qiáng)制性條文.必須嚴(yán)格執(zhí)行,風(fēng)電塔的疲勞問題在鋼結(jié)構(gòu)方面主要是鋼筒焊縫熱影響區(qū)的母材疲勞問題和法蘭連接螺栓的疲勞問題，以后這一問題更為普遍和典型。本標(biāo)準(zhǔn)第5.8。2條.第5，8,3條,第5。9,1條中有具體規(guī)定,本條為強(qiáng)制性條文 必須嚴(yán)格執(zhí)行。5。1，3.本條所指鋼材材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB。50017的規(guī)定是要求設(shè)計(jì)者根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理并結(jié)合高聳鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來選擇材料及輔助材料 材料選擇對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來講至關(guān)重要.涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性 高聳鋼結(jié)構(gòu)是承受動(dòng)力荷載。以風(fēng)為主、的室外結(jié)構(gòu),而且絕大部分為焊接結(jié)構(gòu),小型角鋼輸電塔不在本標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍之內(nèi),所以在選擇材料時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)，1。應(yīng)選用Q235、B及以上的鋼材,2,對(duì)于桅桿纖繩的拉耳設(shè)計(jì)。應(yīng)考慮微風(fēng)時(shí)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)引起的疲勞荷載作用、材料和焊縫應(yīng)比一般高聳鋼結(jié)構(gòu)提高一個(gè)等級(jí)。3 對(duì)于高聳鋼結(jié)構(gòu)的懸臂天線段 應(yīng)考慮鞭梢效應(yīng)及高頻振動(dòng)作用,適當(dāng)選用較好的材料或適當(dāng)降低應(yīng)力比，4,對(duì)于寒冷地區(qū)的高聳鋼結(jié)構(gòu)、應(yīng)考慮冷脆問題。適當(dāng)提高材料等級(jí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 冬季極限低溫在.20.40，的地區(qū)，可采用C級(jí)鋼材,5。鋼材的選擇應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，并易于采購、易于管理 5、1，4，本條所涉及的表A 0、3中增加預(yù)應(yīng)力錨栓的設(shè)計(jì)參數(shù),其抗拉強(qiáng)度是按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。GB、50017中關(guān)于高強(qiáng)螺栓的抗拉強(qiáng)度得出的、但因在表A.0 3注6中規(guī)定預(yù)應(yīng)力錨栓應(yīng)用直接張拉法施工 所以不得用扭矩法施工、抗拉和抗扭共同作用.強(qiáng)度要除以1,2.此處只除以1.1.提高強(qiáng)度利用率.也要有一定余地。而且對(duì)于錨栓加預(yù)應(yīng)力,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明必須用直接張拉法。用扭矩法易于折斷錨栓.表A，0。3注7中提出對(duì)于用直接張拉法施工的摩擦型高強(qiáng)螺栓，其強(qiáng)度也可提高10.也是同理、但這種螺栓的螺桿長度要達(dá)到螺栓直徑的6倍以上，其預(yù)應(yīng)力損失才低于20 可被接受，由于標(biāo)準(zhǔn)適用范圍增加了電力高塔，故電力高塔中常用的鋼絞線的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值亦予收錄,國內(nèi)電力系統(tǒng)使用螺栓品種，數(shù)量較鋼結(jié)構(gòu)建筑多，也對(duì)各類螺栓的承載能力進(jìn)行過大量試驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果比現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。GB,50017提供的承載能力略大 故電力系統(tǒng)普遍采用的螺栓承載力與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),GB.50017有所區(qū)別 為了尊重試驗(yàn)結(jié)果 本標(biāo)準(zhǔn)在基本仍采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50017數(shù)據(jù)的前提下作出說明，即有大量可靠試驗(yàn)依據(jù)時(shí)，可根據(jù)行業(yè)內(nèi)具體情況做適當(dāng)修正、而修正需在行業(yè)內(nèi)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)形式統(tǒng)一規(guī)定 5。1、5.高聳結(jié)構(gòu)處于室外,大氣環(huán)境腐蝕影響較大、由于維護(hù)費(fèi)用問題越來越突出，故目前對(duì)高聳結(jié)構(gòu)一般均做長效防腐蝕處理，本條所列兩種長效防腐蝕方法均已經(jīng)過大量工程實(shí)踐驗(yàn)證.其他長效防腐方法如氟碳涂層法 無機(jī)富鋅涂層法等均有較好的應(yīng)用前景.但尚需經(jīng)過一定量實(shí)際工程檢驗(yàn)。5 1,6，塔桅鋼結(jié)構(gòu)的防雷接地是普遍性的重要問題、且利用結(jié)構(gòu)主體作為防雷引下線最為經(jīng)濟(jì)，防雷接地又與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工有關(guān),故在此作為設(shè)計(jì)的一般規(guī)定。5.1，7，與一般結(jié)構(gòu)相比.桅桿結(jié)構(gòu)是受氣候影響更顯著的高聳結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載和裹冰荷載常常是其控制荷載,且桅桿結(jié)構(gòu)高度較大、橫截面相對(duì)較小、桿身長細(xì)比通常在100.200左右、遠(yuǎn)大于一般的高聳結(jié)構(gòu).桅桿結(jié)構(gòu)的柔索纖繩和細(xì)長桿身導(dǎo)致橫向荷載作用下的大變形、整個(gè)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出強(qiáng)非線性。靜力和動(dòng)力特性十分復(fù)雜 桅桿結(jié)構(gòu)的非線性因素主要體現(xiàn)在。纖繩弦向變形和弦向張力不成正比.纖繩動(dòng)力剛度是非線性的。二階矩的影響，由于纖繩斜向張拉的作用、桿身內(nèi)部軸向力很大。二階矩的影響不容忽略,阻尼的非線性，纖繩相當(dāng)于一個(gè)等效的阻尼器、能迅速衰減桿身的振動(dòng)，其阻尼作用與纖繩的變形有關(guān) 另外。通常桅桿每層纖繩均于空間相交于一點(diǎn)、且各層交點(diǎn)連成一條線.整個(gè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)瞬變體系、初始抗扭剛度為零，發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形后才有抗扭剛度與彈性恢復(fù)力、所以桅桿結(jié)構(gòu)在微風(fēng)荷載作用下就易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，在正常使用情況下、微風(fēng)出現(xiàn)的頻率最大,因而桅桿發(fā)生微風(fēng)風(fēng)激振動(dòng)的頻率也就很高 桅桿的這些特點(diǎn)使其在風(fēng)荷載作用下易產(chǎn)生各種復(fù)雜的風(fēng)效應(yīng)。如順風(fēng)隨機(jī)振動(dòng)，橫風(fēng)渦激振動(dòng).自激振動(dòng)。參數(shù)振動(dòng)，混沌現(xiàn)象等。頻繁且復(fù)雜的風(fēng)激振動(dòng)易使桅桿產(chǎn)生疲勞損傷,而疲勞損傷又是桅桿結(jié)構(gòu)倒塌的最常見原因之一 因此、在桅桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要采取抗疲勞措施 以下分別從加固節(jié)點(diǎn)和增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度兩方面考慮,桅桿結(jié)構(gòu)拉耳連接節(jié)點(diǎn)是最易發(fā)生疲勞破壞的部位。拉耳節(jié)點(diǎn)板在設(shè)計(jì)中只考慮平面內(nèi)受拉，平面外剛度很小.桿身發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí).纖繩與拉耳節(jié)點(diǎn)板會(huì)產(chǎn)生平面外夾角。使得節(jié)點(diǎn)板在平面外受彎，這種平面外受力狀態(tài)對(duì)拉耳抗疲勞性能有不利的影響.工程中對(duì)于拉耳節(jié)點(diǎn)板平面外受力問題通常采用加勁板來增加其平面外剛度 增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度可以通過改變纖繩布置方案來實(shí)現(xiàn)。增加纖繩數(shù)量和改變節(jié)點(diǎn)位置使得纖繩拉力作用方向線與結(jié)構(gòu)中心不重合,可以為結(jié)構(gòu)提供額外的抗扭剛度、5,1、8。要求節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單緊湊的目的主要是減小受風(fēng)面積，同時(shí)也可以簡化制作,節(jié)約鋼材,選型應(yīng)使傳力明確,并盡量減小次應(yīng)力影響,其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)簡單緊湊。