Nghiên cứu, tính toán tháp truyền tải điện theo phương pháp nguyên lý cực trị gauss (luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRẦN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN THEO PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN LÝ CỰC TRỊ GAUSS LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRẦN THANH TÙNG KHĨA: 2017-2019 NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN THEO PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN LÝ CỰC TRỊ GAUSS Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình dân dụng Công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM VĂN TRUNG XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả luận văn Trần Thanh Tùng LỜI CÁM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành TS Phạm Văn Trung tận tình giúp đỡ cho nhiều dẫn Khoa học có giá trị thường xuyên động viên, tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn nâng cao lực Khoa học tác giả Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy cô nhà Khoa học trường quan tâm góp ý làm cho luận văn hoàn thiện Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy, Cô Giáo, Bộ môn Sức bền Cơ học kết cấu, Khoa Xây dựng, Khoa Sau Đại học, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi hợp tác trình nghiên cứu Tác giả luận văn Trần Thanh Tùng LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BİỂU TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết cấu luận văn: NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN 1.1 Khái niệm hệ kết cấu tháp truyền tải điện 1.1.1 Khái niệm 1.1.3 Phạm vi áp dụng Việt Nam 12 1.1.2 Phân loại kết cấu tháp 10 1.2 Cấu tạo kết cấu tháp 13 1.2.1 Các hình dạng tháp thép 13 1.2.3 Giải pháp cấu tạo 18 1.2.2 1.2.4 Cấu tạo hệ bụng 15 Tải trọng tác dụng lên tháp tải điện 20 1.3 Tổng quan tính toán hệ kết cấu tháp truyền tải điện 22 1.3.1 1.3.2 Các phương pháp giả thiết tính tốn 22 Các phương pháp số (phương pháp phần tử hữu hạn) 27 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN THEO PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN LÝ CỰC TRỊ GAUSS 30 2.1 Phương pháp nguyên lý cực trị Gauss 30 2.1.1 2.1.2 Phương pháp NLCT Gauss GS TSKH Hà Huy Cương 30 Phương pháp NLCT Gauss toán học 30 2.2 Xây dựng toán theo phương pháp nguyên lý cực trị Gauss 32 2.2.1 Thiết lập phiếm hàm theo phương pháp NLCT Gauss 34 2.2.3 Giải toán 37 2.2.2 Điều kiện biên toán 36 2.3 Lập trình tính tốn ngơn ngữ lập trình Matlab 37 2.3.1 Thuật tốn tính tốn 37 2.3.3 Giới thiệu chung Matlab 39 2.3.2 2.3.4 Thiết kế sơ đồ khối 38 Một số lệnh sử dụng lập trình 41 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN 43 3.1 Tháp truyền tải điện phương án tải 43 3.2 Tính toán Tháp truyền tải điện chịu tải trọng thân 48 3.2.1 3.2.2 Tải trọng thân tháp 48 Kết tính tốn chương trình tính Matlab 49 3.3 Tính toán Tháp truyền tải điện chịu tải trọng thân tải trọng gió vng góc với đường dây 55 3.3.1 Tải trọng gió tác dụng lên tháp truyền tải điện 55 3.3.3 Sơ đồ chuyển vị tháp truyền điện chịu tải thân áp lực 3.3.2 Kết tính tốn chương trình tính Matlab 56 gió vng góc với đường dây 61 3.4 Tính tốn Tháp truyền tải điện chịu tải trọng thân đứt dây chống sét 62 3.4.1 Tải trọng đứt dây chống sét tác dụng lên tháp truyền tải điện 62 3.4.3 Sơ đồ chuyển vị tháp truyền điện chịu tải thân tải trọng 3.4.2 Kết tính tốn chương trình tính Matlab 62 đứt dây chống sét tác dụng 68 3.5 Tính tốn tháp truyền tải điện chịu tải trọng thân đứt tải điện 69 3.5.1 Tải trọng đứt dây tải tác dụng lên tháp truyền tải điện 69 3.5.3 Sơ đồ chuyển vị tháp truyền điện chịu tải thân tải trọng 3.5.2 Kết tính tốn chương trình tính Matlab 69 đứt dây tải điện tầng 75 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 76 * Kết luận 76 * Khuyến * Hướng nghị 76 nghiên cứu 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu A E F f G I L M N NLCT P PP PPPTHH PTVPTP Q Đại lượng Diện tích tiết diện Mơ dun đàn hồi kháng kéo nén Phiếm hàm Độ vồng vòm Mơ đun đàn hồi kháng cắt Mơ men qn tính tiết diện Nhịp vòm Mơ men vòm Đơn vị m2 t/m2 m t/m2 m4 m t.m Lực dọc t Lực tập trung t Nguyên lý cực trị Phương pháp Phương pháp phần tử hữu hạn Phương trình vi phân tồn phần Lực cắt t DANH MỤC BẢNG BİỂU TRONG LUẬN VĂN Bảng số Nội dung Bảng 3.2 Quy cách dây cáp tải điện sử dụng tính tốn Bảng 3.1 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Quy cách thép hình sử dụng tháp Quy cách cáp chống sét sử dụng tính tốn Tải trọng thân tác dụng lên tháp truyền tải điện Nội lực tháp truyền tải điện chịu tải Bảng 3.13 48 52 Nội lực chịu tải thân tải trọng gió 56 Chuyển vị nút tải thân tải trọng gió Bảng 3.12 45 thân Chuyển vị nút tháp truyền tải điện chịu tải Bảng 3.9 Bảng 3.11 45 49 Tải trọng gió tác dụng lên tháp truyền tải điện Bảng 3.10 44 thân Bảng 3.7 Bảng 3.8 Trang Nội lực tháp truyền tải điện chịu tải 55 59 thân tải đứt dây chống sét 62 thân đứt dây chống sét 65 thân tải dứt dây tải diện rầng bên 69 thân dứt dây tải diện rầng bên 72 Chuyển vị nút tháp truyền tải điện chịu tải Nội lực tháp truyền tải điện chịu tải Chuyển vị nút tháp truyền tải điện chịu tải DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình số Nội dung Trang Hình 1.2 Một số cơng trình tháp thép Thế giới Hình 1.1 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 3.1 Kết cấu tháp trụ Một số cơng trình tháp thép Ở Việt Nam Một số dạng tiết diện tháp thép Các hình dạng tháp thép Hệ bụng tháp thép Các loại vách ngang cứng tháp thép Các loại nối hàn Các loại nối bu lông Các loại cấu tạo đầu Cấu tạo chân cột Cấu tạo nút Tải trọng đường dây truyền vào tháp Sơ đồ tính tháp truyền tải điện Sơ đồ chuyển vị cấu kiện dạng Sơ đồ khối chương trình Bản vẽ tháp AutoCad Hình 3.2 Mơ hình hóa matlab Hình 3.4 Sơ đồ chuyển vị tải trọng thân gió Hình 3.3 Hình 3.5 Hình 3.6 Sơ đồ chuyển vị tải trọng thân Sơ đồ chuyển vị tải trọng thân đứt dây 11 14 15 17 18 18 19 19 20 21 33 34 38 46 47 54 61 chống sét 68 điện 75 Sơ đồ chuyển vị tải trọng thân đứt dây tải ... truyền tải điện theo phương pháp ngun lý cực trị Gauss * Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu phương pháp tính tốn tháp truyền tải điện phương pháp nguyên lý cực trị Gauss Với việc nghiên cứu tính. .. tốn tháp truyền tải điện theo phương pháp nguyên lý cực trị Gauss đề tài nhằm thực số mục tiêu sau: Đánh giá, so sánh phương pháp tính tốn tháp truyền tải điện nguyên lý cực trị Gauss với phương. .. BÀI TOÁN THÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN THEO PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN LÝ CỰC TRỊ GAUSS 30 2.1 Phương pháp nguyên lý cực trị Gauss 30 2.1.1 2.1.2 Phương pháp NLCT Gauss GS TSKH Hà Huy Cương 30 Phương