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申请/专利权人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司

摘要：本发明公开了一种基于检测状态的输电杆塔结构随机建模方法。它包括如下步骤，步骤一：建立输电杆塔无损有限元模型；步骤二：将杆塔结构中构件统计为受拉、受压两种类别；步骤三：确定输电杆塔构件的设计应力比和重要构件集、次要构件集；步骤四：建立输电杆塔构件关于腐蚀系数和弯曲影响系数的承载力退化公式并确定输电杆塔构件的损伤等级简化分区图；步骤五：基于检测状态信息，从相应简化分区关系图中均匀抽取每一输电杆塔构件的腐蚀系数和弯曲影响系数；步骤六：将步骤四中抽取的检测变量数值在输电杆塔无损有限元模型中合理表述，可建立输电杆塔某检测状态的有限元分析模型。本发明具有可以反映输电杆塔损伤程度的优点。

主权项：1.基于检测状态的输电杆塔结构随机建模方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：建立输电杆塔无损有限元模型；步骤二：在荷载工况下对输电杆塔无损有限元模型进行试算，确定杆塔结构中构件的受力特性，并将杆塔结构中构件统计为受拉、受压两种类别；步骤三：采用输电杆塔构件重要性分类方法，确定输电杆塔构件的设计应力比和重要构件集、次要构件集；步骤四：建立输电杆塔构件关于腐蚀系数和弯曲影响系数的承载力退化公式并确定输电杆塔构件的损伤等级简化分区图；步骤五：考虑输电杆塔构件的受力特性和重要性分类，基于检测状态信息，从相应简化分区关系图中均匀抽取每一输电杆塔构件的腐蚀系数和弯曲影响系数；步骤六：将步骤五中抽取的检测变量数值在步骤一中的输电杆塔无损有限元模型中合理表述，建立输电杆塔任一检测状态的有限元分析模型；具体方法如下：对于受压型构件，其屈服强度在有限元模型中基于步骤五中抽取的腐蚀系数和弯曲影响系数进行折减；对于受拉型构件，其屈服强度也在有限元模型中基于抽取的腐蚀系数进行折减；最终所得的杆塔有限元分析模型即为输电杆塔某检测状态的有限元分析模型；在步骤四中，建立输电杆塔构件关于腐蚀系数和弯曲影响系数的承载力退化公式，具体方法为：输电杆塔构件的抗力与效应满足：R0＝γ0S6其中：R0为构件的抗力，MPa；S为荷载作用效应，MPa；γ0为结构重要性系数；设计应力比v定义为：v＝RR07其中：R为构件的实际抗力，MPa；假定将构件损伤均考虑为构件抗力的退化、结构效应保持不变，则功能函数式1中，将结构效应保持不变，抗力改写为： 其中：δf为腐蚀系数；λ为弯曲影响系数；f为钢材的强度，Nmm2；建立输电杆塔构件关于腐蚀系数和弯曲影响系数的承载力退化公式： 其中，R’为退化后抗力；S为荷载作用效应；δf为腐蚀系数；λ为弯曲影响系数；v为构件的设计应力比；γ0为结构重要性系数；在步骤四中，确定输电杆塔构件的损伤等级简化分区图，具体方法为：考虑构件的损伤类型为腐蚀和弯曲变形，综合考虑腐蚀和弯曲变形对输电杆塔构件承载能力的影响，分别以腐蚀系数δf和弯曲影响系数λ反映腐蚀和弯曲变形两类输电杆塔构件损伤对承载力的影响，建立考虑腐蚀和弯曲变形影响下不同受力特性的输电杆塔构件功能函数： 其中：f为钢材的强度，Nmm2；N为轴心拉力或轴心压力，N；m为构件强度折减系数；An为构件净截面面积，mm2；M为弯矩，N·mm；mM为受弯构件的稳定强度折减系数；W为截面抵抗矩，mm3；φ为轴心受压构件稳定系数；mN为压杆的稳定强度折减系数；A为构件毛截面面积，mm2；结合公式9，建立不同评级的受拉型构件腐蚀系数δf满足的不等式：1-z1v≤δf＜1-z0v2结合公式9，建立不同评级的受压型构件腐蚀系数δf和弯曲影响系数λ满足的不等式：z0v≤λ1-δf＜z1v3公式2和公式3中，z0和z1分别为不同评级构件抗力与效应之比的上界和下界；已知设计应力比时，直接根据构件的承载能力等级给出相应腐蚀和弯曲影响系数的取值范围，分别画出在受拉、受压状态下构件的损伤等级简化分区关系图。

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