铁塔设计中最主要考虑的荷载包括永久荷载(如塔身自重、导地线重量)、可变荷载(如风荷载、覆冰荷载)以及特殊荷载(如地震作用、断线张力),其中风荷载是控制性因素,需结合重现期和地形修正系数精确计算。
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永久荷载是铁塔的基础承载部分,包含塔体结构、绝缘子、金具等固定设备的自重。这类荷载稳定存在,直接影响塔身材料选择和截面尺寸。例如,高压输电线路铁塔需额外计算导地线及覆冰产生的持续重力。
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可变荷载中,风荷载最为关键,其计算需综合风速重现期(如110~330kV线路采用30年一遇)、风压高度系数及塔架体型系数。风荷载不仅作用于塔身,还需考虑导地线的横向风压分配,尤其在转角塔中需叠加角度风影响。覆冰荷载则需根据地区气候条件量化,冰层厚度会显著增加导地线张力和塔身侧向负荷。
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特殊荷载如地震作用需按抗震设防烈度设计,而断线或不均匀覆冰引发的不平衡张力可能造成局部构件失效。这类荷载虽发生概率低,但需通过动态分析确保结构冗余度。
提示:实际设计中需通过有限元模拟验证不同荷载组合工况,例如同时考虑90°风向与50%覆冰的极端条件,并优先选用高延性钢材以提升抗震性能。