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1、计算结构力学及有限元设计班级：输电 092姓名：韩斌学号：0903100412参数表格电压等级水平档距最高气温最低气温最大风速最大覆冰最高海 最冋海拔钢材型号110KV200m+40-3030m/s10mm200mQ235一 建立杆塔模型根据上述参数表格，在吉林地区，110KV输电杆塔，档距为200m, 钢材种类为Q235。平均海拔200m以下，所有气象参数选用线路附近 100km以内的气象站记录。该地区最高气温为+40C,最低气温为-30C, 设计最大风速为30m/s,覆冰主要为雾凇冰，厚度为10mm,东北地区风荷 载和覆冰荷载变化较大，要求杆塔有较大的强度和稳定性来确保输电线 路的正常运行
2、。杆塔的总高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和避雷线支架 高度，其与档距、地理条件、电压等级、气候及电气条件等因素有关。 杆塔的呼称高度：H二入+ h + hmaxX 入：入为悬垂绝缘子串长度，吉林地区海拔为200m以下，入 =1.021m。f ： f 为导线的最大弧垂， f = 21m。maxmaxmaxh ： h 为导线到地面及被跨越物的安全距离， 110KV 标称电压XX 线路经过非居民区， h =6.0m。X/h：/h为施工裕度，档距为200m，取/h=0.6m。所以 H=1.021+21+6.0+0.6=28.621m，取 H=29m。确定导线间距：根据运行经验确定， 1000m
3、以下档距计算式为Dm=0.4九 + 卩 +0.65、： f max 所以 Dm=3.10m,取 Dm=3m。110697071726763615653二设计分析过程因 SAP2000 计算软件在运行时已考虑杆塔自重荷载，故在此不必考虑。导线和其他因素产生的荷载分配到节点上，如图所示（单位：KN）：风荷载分配到每个节点上，如图所示单位（KN）考虑挠度由 SAP2000 软件运算得杆塔变形图为：运行分析：SAP2000 v14.1.0 Advanced C (Analysis Build 8813/32)File: C:UserslenovoDesk top新建文件夹(2)l.L0GB E G I
4、 NA N A L Y S I S2012/01/10 12:59:11RUNNING ANALYSIS WITHIN THE GUI PROCESSUSING THE ADVANCED SOLVER (PROVIDES LIMITED INSTABILITYINFORMATION)E L E M E N TF O R M A T I O N12:59:11L I N E A R E Q U A T I O N S O L U T I O N 12:59:11FORMING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONSTOTAL NUMBE
5、R OF EQUILIBRIUM EQUATIONS = 4207572NUMBER OF NON-ZERO STIFFNESS TERMSNUMBER OF EIGENVALUES BELOW SHIFTL I N E A R S T A T I CCASES12:59:11USING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONSTOTAL NUMBER OF CASES TO SOLVENUMBER OF CASES TO SOLVE PER BLOCKLINEAR STATIC CASES TO BE SOLVED:CASE: DEA
6、DCASE: 1111E I G E N M O D A LANALYSI12:59:11CASE: MODALUSING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONSNMBER OF STIFFNESS DEGREES OF FREEDOM = 42020412NUMBER OF MASS DEGREES OF FREEDOMMAXIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHTMINIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT=1NUMBER OF RESIDUAL-MASS MODES SOUG
7、HT=0NUMBER OF SUBSPACE VECTORS USED=24RELATIVE CONVERGENCE TOLERANCE=1.00E-09FREQUENCY SHIFT (CENTER) (CYC/TIME)=.000000= -INFINITY-YESFREQUENCY CUTOFF (RADIUS) (CYC/TIME)ALLOW AUTOMATIC FREQUENCY SHIFTINGOriginal stiffness at shift : EV= 0.0000000E+00f= .000000, T= -INFINITY-Number of eigenvalues b
8、elow shift =0Found mode1 of12:EV=6.9011834E+01,f=1.322154, T=0.756342Found mode2 of12:EV=1.1669402E+02,f=1.719271, T=0.581642Found mode3 of12:EV=1.3366437E+02,f=1.840043, T=0.543466Found mode4 of12:EV=3.1533888E+02,f=2.826239, T=0.353827Found mode5 of12:EV=4.1926872E+02,f=3.258865, T=0.306855Found m
9、ode6 of12:EV=4.5204953E+02,f=3.383866, T=0.295520Found mode7 of12:EV= 7.0601617E+02,f=4.228900, T=0.236468Found mode8 of12:EV= 7.8934778E+02,f=4.471511, T=0.223638Found mode9 of12:EV= 9.6192942E+02,f=4.936188, T=0.202585Found mode10 of12:EV= 1.0435611E+03,f=5.141372, T=0.194501Found mode11 of12:EV=
10、1.0669329E+03,f=5.198627, T=0.192358Found mode12 of12:EV= 1.1351549E+03,f=5.362258, T=0.186489NUMBER OF EIGEN MODES FOUND=12NUMBER OF ITERATIONS PERFORMED=9NUMBER OF STIFFNESS SHIFTS=0A N A L Y S I S C O M P L E T E2012/01/10 12:59:111.初选截面为：开始结构设计/校核校核所有通过杆件，有 98 根杆件没有通过2.改变设计截面，将截面变为L5*4*l/4时，开始结构
11、设计/校核校核所有通过杆件，有 32 根杆件没有通过3.改变设计截面，将截面变为L5*5* 1/2时，开始结构设计/校核校核所有通过杆件，有 8 根杆件没有通过匚 F.X开始结构设计/校核4.改变设计截面，将截面变为L7*6*5/16时,校核所有通过杆件，所有杆件全部通过杆件截面尺寸相应截面对应的杆件L4*3*1/485,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,1
12、24,125,126,127,128,129,130,131,132L5*4*1/41,4,7,10,13,16,19,22,37,40,43,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,8182,83,84L5*5*1/21,4,7,10,13,16,19,22,37,40,43,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,
13、75,76,77,78,79,80,8182,83,84L76*5*5/1626,27,29,30,32,33,35,36L7*6*5/1614,15,17,18,20,21,23,24,38,39,41,42,44,45,47,48L8*7*5/162,3,5,6,8,9,11,12,25,28,31,34风荷载4KN不变，水平荷载加到25KN，竖向荷载加到7KN荷载继续增加时杆塔其中有一部分杆件失稳。所以该杆塔能承受导线形成的水平最大牵引力为25KN;竖向荷载最 大值为7K；风形成的荷载最大值为4KN。三有限元课课程设计收获 结束了计算结构力学及有限元课程的学习，为了更好理解有限元思 想以及检验我们的学习成果，老师决定让我们结合有限元理论应用 SAP2000 软件设计输电杆塔模型，开始的时候虽然有点不知所措，但是 161616通过不断的问老师并且还和同学研究讨论，最后按时完成该课程设计我们的内心是无比激动，同时为自己完成课设而感到非常欣慰。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈
