【摘 要】
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通信铁塔是一种高耸结构,具有柔性强和风敏感的特点,在强风作用下通信铁塔发生强烈振动甚至倒塌破坏比较常见。为保证通信铁塔的安全运行,对风荷载作用下通信铁塔的倒塌破坏
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通信铁塔是一种高耸结构,具有柔性强和风敏感的特点,在强风作用下通信铁塔发生强烈振动甚至倒塌破坏比较常见。为保证通信铁塔的安全运行,对风荷载作用下通信铁塔的倒塌破坏机理研究十分有意义。本文以某典型的通信铁塔为工程背景,建立了通信铁塔有限元模型,模拟生成了风荷载时程,研究了风荷载作用下通信铁塔的倒塌破坏机理,并与实际通信铁塔倒塌破坏对比。主要完成了以下几个方面的研究。(1)基于ABAQUS有限元软件,采用梁单元模拟,建立了通信铁塔精细化三维有限元模型,对其进行动力特性分析,并与SAP2000有限元软件计算动力特性对比分析。(2)针对通信铁塔的结构特点,选取对数风剖面模拟平均风,用Kaimal谱模拟脉动风,并对通信铁塔进行分段。基于谐波叠加法,模拟生成了适用于通信铁塔的风荷载时程曲线,并验证了模拟风荷载的合理性。(3)基于Tian-Ma-Qu本构模型,模拟了0、15、30和45度风攻角下通信铁塔的倒塌破坏,分析了不同风攻角下铁塔的倒塌过程,总结了铁塔的倒塌路径、临界倒塌风速和倒塌位置,得到最不利风攻角和薄弱位置。进一步总结了通信铁塔的倒塌破坏机理。(4)对比分析了通信铁塔倒塌破坏实际情况与模拟结果,验证了本构模型的正确性。通过对比倒塌位置和路径,可以为这种塔型的设计和现役铁塔的加固提供参考。
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