某750kV超长变电钢构架的优化设计.pdfVIP

第十届全同现代结构丁程学术研讨会 某750kV超长变电钢构架的优化设计 杨应华赵福龙 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 提要：以某750kV超长变电构架为例，以构架总质量最小为目标，保证钢构架在满足杆件的强度，刚度，稳定性等验算条 件下，利用ANSYS有限元分析软件对构架进行整体线性一阶分析，然后依据分析结果运用改进满应力法对构架截面 进行优选。优选后确定的各个杆件截面尺寸满足设计要求且经济合理，可为类似工程参考。 关键词：超长变电钢构架；优化设计；射线步；ANSYS分析 一、引言 变电构架是电力传输中的主要结构之一，主要用来承受输变电系统中导线及地线等所产生的荷载，其次 等明显优势，对社会经济的长远发展具有巨大促进作用。国内关于750kV钢构架的应用研究刚刚开始，对其 优化研究比较少。目前大多研究都只限于对构架结构形式进行分析对比选择，如文献[7]对构架选型，选材 进行了讨论。文献[8]主要讨论构架采用不同形式根开时的建模分析。750kV钢构架承受荷载大，工况复杂， 截面繁多。文[1]提出了取消温度缝多跨联合的超长构架形式，经实际工程应用，表明这种超长构架性能优 越。但对其截面优化的研究尚未进行，因此需对此类大型超长构架进行优化研究，优选构架杆件截面尺寸， 以达到结构优化，经济合理的目的。本文利用ANSYS有限元分析并结合改进满应力法对构架杆件截面 进行优化，为其他类似工程的实施提供参考。 二、工程概况 间未设温度缝，且构架非对称。有限元模型以实际工程具体尺寸建立如下图l所示。母线、出线构架塔柱 及横梁挂线主材为Q345B钢，其余材料为Q235钢。出线构架塔柱和母线构架塔柱与地面连接均按刚接考虑。 户外钢构架方案，合理可行，设计可靠。依据ANSYS初始分析结果，大部分杆件应力比都较小，可对现有 的750kV变电构架截面尺寸进行优化。构架的优化对象主要是杆件截面尺寸。构架主材及斜材的原截面尺 寸种类较多，具体参见表l。 工业建筑2010增刊 1193 第十月垒周现代结构I程学术研讨台 舞蘸 乙幸 ￡轼 ：簿 ●吨』蕊日 国3750KV超长变电站钢构架模型 表1构架原始截面尺寸 截面编号 截面尺寸 截面编号 截面月寸 截蕊编号 截面月寸 035ixlO 9$0x6 0245x8 “d 蛇19x6 嘶8x5 ∞194x5 7180x6 cp60x5 089x5 ∞152x5 ■140x10 ■140x5 770x5 q127x5 十50x5 0121x5 们1鲰S oll4x5 曲5x5 083x5 口102x5 三、优化原理及工况分析 一 傀化基本原理