CN113914699A - 一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构 - Google Patents

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候光亮
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Abstract

本发明公开了一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,包括安装于阻尼结构支座上的第一球形铰链;第一球形铰链通过球形铰链杆与用于阻尼消能的阻尼结构的底部相连接,阻尼结构的顶部通过第一链杆依次与球形铰链和第二链杆相连接;阻尼结构支座安装于塔基上,塔基上安装有铁塔;阻尼结构包括负泊松比构件;负泊松比构件的顶端与第一链杆的底端相连接;负泊松比构件的底端与复位弹簧相连接,复位弹簧的底端固定于所述阻尼结构内侧的底部。本发明设计的阻尼结构安装于输电塔上,不影响塔身的自身的重量,同时避免引起塔身的附加未知振动,结构形式简单,且造价低,易于维护,生产、运输和安装。

Description

一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构
技术领域
本发明属于输电线路的技术领域,具体涉及一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构。
背景技术
风荷载是输电线路正常运行的主要荷载之一,它每时每刻都作用在铁塔和导线上。随着输电线路的等级不断提升,特高压输电线路的塔身高度、横担长度及刚度不均匀性都在不断的增加。风荷载的作用效应和风振响应更为复杂,极端脉动风载严重影响铁塔的安全和稳定性,以往的铁塔设计通常被动的增强铁塔的强度和刚度在保证风载作用下的稳定性,上述方法发挥了一定的作用,但是对于特高压的输电线路,一味的增大铁塔材料和结构强度使得经济性和适用性不断降低,受地域、施工条件等因素的影响较大。发明专利《一种输电线路高塔风振控制方法》通过增加很多阻尼器解决风振问题,这种方法发挥了一定作用,但增加许多器件后改变了铁塔原有结构,器件自身因素引起的振动问题没有得到解决,且较多的器件使用增加了建造成本。发明专利《一种输电塔圆管构建微风振动的减振方法》中使用惯性器减震,具有较小的成本,但仍然需大量安装于铁塔上面,引起自身的振动问题。
现有通过对输电杆塔附加耗能或吸振器件的方法控制风振,器件通常安装于塔杆钢管内或挂在塔杆外部,器件的安装本身就增加了结构复杂程度,如果安装位置不合适不但无法抗振,还会因整体结构的平衡等问题增加塔杆的振动问题。此外大量的使用阻尼器件增加了建造成本。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明提供了基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,解决了现有控制风振方法结构不平衡且成本较高的问题。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
提供基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其包括安装于阻尼结构支座上的第一球形铰链;第一球形铰链通过球形铰链杆与用于阻尼消能的阻尼结构的底部相连接,阻尼结构的顶部通过第一链杆依次与球形铰链和第二链杆相连接;
阻尼结构支座安装于塔基上,塔基上安装有铁塔。
本发明设计的阻尼结构安装于输电塔上,不影响塔身的自身的重量,同时避免引起塔身的附加未知振动,结构形式简单,且造价低,易于维护,生产、运输和安装。
进一步地,阻尼结构包括负泊松比构件;负泊松比构件的顶端与第一链杆的底端相连接;负泊松比构件的底端与复位弹簧相连接,复位弹簧的底端固定于所述阻尼结构内侧的底部。
泊松比构件水平方向发生膨胀变形后与阻尼结构的内壁摩擦力增大,从而达到消耗铁塔振动能量的功能。
进一步地,第二链杆与铁塔上的支架焊接为一体。
第二链杆与铁塔上的支架焊接为一体用于保持铁塔的稳定性。
进一步地,阻尼结构支座上对称安装有用于固定阻尼结构支座的支座固定钉。
支座固定钉用于将固定阻尼结构支座固定于塔基上。
进一步地,支座固定钉的底端穿过阻尼结构支座固定于塔基内。
支座固定钉的底端穿过阻尼结构支座固定于塔基内用于增强阻尼结构支座固定于塔基内的稳定性。
进一步地,负泊松比构件的顶端与底端均成“V”形。
当铁塔受到风载和地震荷载等外载作用时出现振动,通过阻尼结构上下的球形铰链传递至负泊松比构件,当上下“V”形结构受拉时,负泊松比构件会出现沿着水平方向的膨胀变形,即在垂直方向和水平方向都为膨胀变形的负泊松比效应。
进一步地,第一链杆的底端向下延伸至阻尼结构内,并与设置于阻尼结构内的负泊松比构件相连接。
本发明公开了基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其有益效果为:
本发明设计的阻尼结构安装于输电塔上,不影响塔身的自身的重量,同时避免引起塔身的附加未知振动;采用了负泊松比结构,结构形式简单,且造价低,易于维护,生产、运输和安装;并且能够使用本发明中的负泊松比阻尼结构对已有的铁塔进行抗振改造,让其具有一定的抗振作用。
附图说明
图1为一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构的结构示意图。
图2为一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构的阻尼结构示意图。
图3为一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构的负泊松比构件工作机理示意图。
图4为一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构的负泊松比构件尺寸参数示意图。
其中,1、塔基;2、铁塔;3、阻尼结构支座;4、支座固定钉;5、球形铰链;6、球形铰链杆;7、阻尼结构;8、球形铰链;9、第二链杆;10、第一链杆;11、负泊松比构件;12、复位弹簧。
具体实施方式
面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的实施例一,参考图1,本实施例的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,包括:
阻尼结构支座3、球形铰链5、阻尼结构7
塔基1与铁塔2通过螺栓连接,塔基1与阻尼结构支座3通过螺栓连接,阻尼结构支座3与球形铰链5焊接为一体,球形铰链杆6与阻尼结构7下部焊接为一体,阻尼结构7上部与第一链杆10连接,第一链杆10与球形铰链8连接,球形铰链8与第二链杆9焊接为一体,第二链杆9与铁塔的支架焊接为一体。
阻尼结构支座3上对称安装有支座固定钉4,支座固定钉4的底端穿过阻尼结构支座3固定于塔基1内,支座固定钉4用于将阻尼结构支座3固定在塔基1上。
参考图2,阻尼结构7内部包含与球形铰链焊接的第一链杆10,第一链杆10下端与负泊松比构件11焊接为一体,负泊松比构件11下端与复位弹簧12相连,复位弹簧12下端与阻尼结构7下边内侧焊接连接。
负泊松比构件11的顶端与底端均成“V”形,当上下“V”形结构受拉时,负泊松比构件11会出现沿着水平方向的膨胀变形,即在垂直方向和水平方向都为膨胀变形的负泊松比效应。
参考图3,负泊松比构件11的上下两端方向为负泊松比构件11的受力方向,左右两端方向为泊松比构件11的变形方向。
参考图4,能够根据负泊松比构件11的尺寸参数,从而计算得到对应的泊松比:
Figure BDA0003289471840000051
其中,h为负泊松比双“V”形构件的高度,l为高度,θ为“V”形结构斜边与水平方向夹角。
本实施例的一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构的工作原理为:
当铁塔2受到风载和地震荷载等外载作用时出现振动,通过阻尼结构7上下的球形铰链5传递至负泊松比构件11,当上下“V”形结构受拉时,负泊松比构件11会出现沿着水平方向的膨胀变形,即在垂直方向和水平方向都为膨胀变形的负泊松比效应。泊松比构件11水平方向发生膨胀变形后与阻尼结构7的内壁摩擦力增大,从而达到消耗铁塔2振动能量的功能。当外荷载消失时铁塔2恢复至初始位置,通过复位弹簧12作用,负泊松比构构件11也会恢复至初始位置;因风载或地震荷载引起的铁塔2变形产生的变形能消耗在负泊松比构件11元件间的摩擦滑移过程中。从而达到释放铁塔2的振动能量,保持铁塔2稳定性的目的。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:包括安装于阻尼结构支座(3)上的第一球形铰链(5);所述第一球形铰链(5)通过球形铰链杆(6)与用于阻尼消能的阻尼结构(7)的底部相连接,所述阻尼结构(7)的顶部通过第一链杆(10)依次与球形铰链(8)和第二链杆(9)相连接;
所述阻尼结构支座(3)安装于塔基(1)上,所述塔基(1)上安装有铁塔(2)。
2.根据权利要求1所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述阻尼结构(7)包括负泊松比构件(11);所述负泊松比构件(11)的顶端与第一链杆(10)的底端相连接;所述负泊松比构件(11)的底端与复位弹簧(12)相连接,所述复位弹簧(12)的底端固定于所述阻尼结构(7)内侧的底部。
3.根据权利要求2所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述第二链杆(9)与所述铁塔(2)上的支架焊接为一体。
4.根据权利要求2所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述阻尼结构支座(3)上对称安装有用于固定阻尼结构支座(3)的支座固定钉(4)。
5.根据权利要求4所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述支座固定钉(4)的底端穿过阻尼结构支座(3)固定于塔基(1)内。
6.根据权利要求2所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述负泊松比构件(11)的顶端与底端均成“V”形。
7.根据权利要求2所述的基于负泊松效应的输电铁塔抗风阻尼结构,其特征在于:所述第一链杆(10)的底端向下延伸至阻尼结构(7)内,并与设置于所述阻尼结构(7)内的负泊松比构件(11)相连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114658128A (zh) * 2022-05-19 2022-06-24 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 具有宏观npr结构的双向防落梁阻尼器及具有其的建筑结构
CN114991332A (zh) * 2022-06-02 2022-09-02 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 一种具有负泊松比效应的振震双控三维隔振组合支护构件

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2949937A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-02 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Berlin Convertor
CN106958379A (zh) * 2017-05-11 2017-07-18 上海国动网络通信有限公司 防震型通信塔
CN109210000A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 中国航发商用航空发动机有限责任公司 航空发动机及其风扇叶片
CN109322418A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 山东大学 一种多维非线性能量阱减振装置
CN110601586A (zh) * 2019-09-06 2019-12-20 华中科技大学 一种基于负泊松比性能的摩擦纳米发电传感器
CN110863851A (zh) * 2019-12-17 2020-03-06 大连理工大学 一种正负泊松比相间的恒阻大变形竹节式锚杆
CN211974542U (zh) * 2019-12-23 2020-11-20 四川企易标信息科技有限公司 一种电子信息工程用通信塔
CN112096431A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的支护结构及隧道衬砌结构
CN112761404A (zh) * 2020-12-29 2021-05-07 大连海洋大学 一种防震型通信塔
CN112879057A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 北京科技大学 一种全向环压负膨胀锚杆装置及增强锚固方法
CN113293877A (zh) * 2021-05-11 2021-08-24 昆明学院 一种应用于隔震层的抗风抗拉万向阻尼组件

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2949937A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-02 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Berlin Convertor
CN106958379A (zh) * 2017-05-11 2017-07-18 上海国动网络通信有限公司 防震型通信塔
CN109210000A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 中国航发商用航空发动机有限责任公司 航空发动机及其风扇叶片
CN109322418A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 山东大学 一种多维非线性能量阱减振装置
CN110601586A (zh) * 2019-09-06 2019-12-20 华中科技大学 一种基于负泊松比性能的摩擦纳米发电传感器
CN110863851A (zh) * 2019-12-17 2020-03-06 大连理工大学 一种正负泊松比相间的恒阻大变形竹节式锚杆
CN211974542U (zh) * 2019-12-23 2020-11-20 四川企易标信息科技有限公司 一种电子信息工程用通信塔
CN112096431A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的支护结构及隧道衬砌结构
CN112761404A (zh) * 2020-12-29 2021-05-07 大连海洋大学 一种防震型通信塔
CN112879057A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 北京科技大学 一种全向环压负膨胀锚杆装置及增强锚固方法
CN113293877A (zh) * 2021-05-11 2021-08-24 昆明学院 一种应用于隔震层的抗风抗拉万向阻尼组件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114658128A (zh) * 2022-05-19 2022-06-24 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 具有宏观npr结构的双向防落梁阻尼器及具有其的建筑结构
CN114658128B (zh) * 2022-05-19 2022-08-16 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 具有宏观npr结构的双向防落梁阻尼器及具有其的建筑结构
CN114991332A (zh) * 2022-06-02 2022-09-02 北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所 一种具有负泊松比效应的振震双控三维隔振组合支护构件

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