基于性能输电塔线体系风灾易损性分析

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPerformanceBasedFragilityAnalysisofTransmissionTower-lineSystemSubjectedtoWindCandidate:XiaoDuanMajor:ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor:Prof.LiLiHuazhongUniversityofScienceandTe

2、chnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国经济发展，对能源的需求也越来越大，然而我国能源分布格局极不平衡，为了突破供需矛盾，国家规划建设了一系列输电线路。作为生命线工程的重要组成部分，输电线路一旦破坏，会引起供电系统瘫痪以及一系列次生灾害，后果极其严重，理应加强其

4、抵抗自然灾害的能力。理论分析和灾后调研表明，风灾是引起线路破坏的最主要因素，如何确保线路在强风荷载作用下仍有良好的工作性能，成为时下的一个研究热门。基于此，本文从基于性能设计的角度出发，以某输电线路的塔-线耦合体系为研究对象，对其进行了风灾易损性分析，主要进行了如下研究工作：1、采用谐波合成法模拟脉动风。对平均风和脉动风特性分别进行了阐述，基于Kaimal风谱编写了脉动风模拟的MATLAB程序，并考虑了空间相关性的影响。以某输电导线为算例，模拟了节点脉动风时程，对模拟谱和目标谱进行对比，验证了脉动风模拟的正确性。2、考虑材料参数的不确定

5、性，采用有限元软件ANSYS建立了三塔四跨的塔-线模型，对塔-线体系进行了风振时程分析，得到了塔顶位移时程响应曲线。考察了风向角对结构的影响，得到90风攻角位移最大的结论。使用拉丁超立方抽样法抽取了10个样本，用有限元方法得出90攻角下每个样本在不同风速下的塔顶位移响应。3、分析得到了输电塔在风荷载作用下的性能水准并对其进行量化。定义了输电塔对应3种破坏模式的性能水准，然后采用Pushover分析得到输电塔的抗风能力曲线，结合试验结果，在曲线上找到对应不同性能水准的界限值。4、提出了风灾概率易损性函数，对10个样本计算出来的离散点进行回

6、归分析，得到相应的均值和标准差，绘制了易损性曲线。关键词：脉动风；塔-线耦合体系；风振分析；性能水准；易损性分析I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofeconomyinChina,thedemandforenergyisgrowingfasterandfaster,butthedistributionofenergyinourcountryisunbalance,inordertoovercomethecontradictionbetweensupplyanddemand,aseriesoft

7、ransmissionlinesareplanningandconstructing.Asanimportantpartoflifelineengineering,oncethetransmissionlinesaredestroyed,itwillcausethefailureofpowersupplysystemandaseriesofsecondarydisasters,ofwhichtheconsequencesareextremelyserious,soitsabilitytoresistnaturaldisasterssho

8、uldbestrengthened.Asisshownbytheoreticalanalysisandinvestigationafterdisaster,thewinddisasteristhemainf