白海峰， 刘 兴

（大连交通大学 土木与安全工程学院，辽宁 大连 116028）



输电塔风振疲劳可靠性分析

白海峰， 刘 兴

（大连交通大学 土木与安全工程学院，辽宁 大连 116028）

摘要：基于时域理论研究输电塔在风振作用下的疲劳可靠性问题。本文采用Davenport谱模拟脉动风速，通过分析计算杆件内力，得到风荷载时程数据。利用分析软件SAP2000建立结构的有限元模型，将时程荷载施加到结构有限元模型上，求得输电塔关键杆件应力时程响应。采用雨流法统计分析应力时程数据，得到应力循环幅值及其应力均值。基于疲劳理论的Basquin方程、Miner累积损伤准则以及Goodman修正方程，推导出处理疲劳问题的概率数学模型。结合平均风的分布概率以及计算结构疲劳寿命的方法，得到关键杆件在一定可靠度下的疲劳寿命。通过文章分析可知，随着可靠度数值的变化，结构的疲劳寿命相差极大。

关键词：输电塔；风振；可靠性；疲劳寿命

0 引言

众所周知，输电塔体型高大，结构柔度高，且常年工作在户外，风对输电塔结构的稳定性与安全性影响较为严重。输电塔在风荷载作用下发生疲劳事件，致使电线短路甚至倒塔。因此分析输电塔疲劳可靠性和疲劳寿命是一项很重要的课题，对工程应用中的输电塔结构设计和加固修复提供了理论依据。

早在20世纪80年代，国外学者在海岸工程领域开始关注高耸结构的疲劳损伤问题，当时的研究方向主要是波浪荷载对海洋沿岸结构的疲劳破坏［1］。我国学者邓洪洲、屠海明等人基于宽带随机理论，计算得到谱宽参数ε和修正系数λ，最后分别采用等效窄带法和等效应力法分析结构疲劳累积损伤值［2］；……