基于AR模型的输电塔结构风荷载模拟技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年4月吉林电力Apr．2006第34卷第2期(总第183期)JilinElectricPowerVo1．34No．2(Ser．No．183)基于AR模型的输电塔结构风荷载模拟技术ARModelMethodforTime-historyImitationofPulseWindLoadonTransmissionTower祝贺(东北电力大学，吉林吉林132012)摘要：鉴于近年来强风对输电铁塔的破坏情况，采用时间序列分析中的AR模型方法来求取铁塔上脉动风的随机过程，研究了脉动风速和脉动风压的概率统计方法，找出了适合输电铁塔的自回归模型的

2、阶数。实现了考虑空间相关性影响的输电铁塔水平脉动风压时程模拟，计算快速准确。同时给出了工程应用实例，结果合理。关键词：AR模型；铁塔；风荷载；时程模拟Abstract：Accordingtothedamagecasesontransmissiontowerunderstrongwind，probabilitystatisticexpressionofpulsewindvelocityandpressureareinvestigatedbytheauto—regressivemodel(ARmode1)intimeseriesanalysis，thetimehistoryofpulsewi

3、ndloadactingontransmissiontowerstructureandvaryingalongwiththespacepositionshasbeenconcisely．Thesuitablestepnumberofautoregressionmodelsofcertaintransmissiontowerisfound．Arealprojectistreatedasanexample．theresultsindicatethatanalysisandtreatmentmethodspresentedherearereasonableandfeasible．Keyword

4、s：ARmodel；transmissiontower；windload；timehistoryimitation中图分类号：TM753文献标识码：A文章编号：1009—5306(2006)02—0020—04输电塔是一种工程数量巨大而且很重要的高耸泛采用。近年来，人造地震波已大量地用于地震作用结构。作为重要生命线工程的电力设施，输电线系统下的结构动力分析。同样，结构的风振反应分析也需的破坏将导致供电系统的瘫痪，这不仅严重影响电要获得大量的满足某种给定条件的模拟风记录。而力供应，而且会引发火灾等次生灾害，给社会和人民要使模拟得到的风荷载在实际结构分析中应用，就生命财产造成严重的后果。对于

5、输电塔这样的高耸要求模拟风尽可能接近和满足自然风的特性，方法结构，其高柔特性使得它在风荷载的作用下结构动上要具有普遍性和有效性。力响应强烈。采取经济、高效、可靠的措施减小风荷目前，随机过程的模拟方法大体可分为谐波合载造成的影响，已成为输电线路设计人员必须研究成法和线性滤波器法两类“。谐波合成法(wAwS)的课题。对于非跨越塔因其数量巨大并不具备防风及改进的谐波合成法(CwAS)用一系列具有随机频设施，在强风作用下极易发生破坏。率的余弦函数序列来模拟随机过程，但该方法当所需模拟的维数比较大时，随机频率的生成相当耗费1输电塔风荷载的模拟过程计算机资源。近年来线性滤波器法中自回归滑动平均模型(

6、ARMA)和自回归模型(AR)被广泛用于描当对结构进行时程分析时，首要问题是确定结述平稳随机过程。本文采用AR模型方法模拟输电构上的风荷载，如果仅仅依靠已有的记录和观测作铁塔多变量互相关水平脉动风压时程。脉动风的基为荷载输入，由于受到许多条件的限制．往往不能满本特性描述如下。足实际的需求。人工模拟结构随机输入可以适应不a．任意时刻的风速任意时刻的风速可认为由同的要求，满足某些统计特性的任意性。而且由于随平均风速和脉动风速向量2部分组成：机过程的模拟是从大量实际记录的统计特性出发，V—V+(1)比单一实际记录更具有代表性和统计性，因而被广式中：与分别为平均风速与脉动风速。收稿日期：2006

7、—01—10作者简介：祝贺(1978一)，男，硕士研究生，从事输电线路杆塔结构风振研究。·20·维普资讯http://www.cqvip.com2006年4月吉林电力Apr．2006第34卷第2期(总第183期)JilinElectricPowerVo1．34No．2(Ser．No．183)因为脉动风速引起结构振动，所以风荷载的模比较两个相邻模型间残差平方和的大小，若厂拟仅对脉动风而言。(P)与f(P+1)间的残差平方和变化不显著时