为24.87MPa,Y向最大弯曲应力为16.01MPa,最大等效应力为77.34MPa。

3.2 单个塔基沉降
单个塔基沉降约束条件下,固定不沉降塔基的所有自由度和沉降塔基的转动自由度,对相应沉降塔腿与基连接节点施加Z向的位移,位移按1mm进行加载,具体见图5。通过仿真得出铁塔关键杆件承受的最大等效应力随沉降值的变化曲线如图6所示。
仿真结果表明:当单个塔基发生沉降时,铁塔关键杆件所受最大等效应力与沉降值呈线性关系;当沉降值不超过10mm时,铁塔关键杆件所受最大等效应力已超过了临界值284MPa;由于b2和b3工况下塔基沉降处于迎风侧,故塔基沉降时关键杆件所受最大等效应力比b1和b4工况下塔基沉降时高出约1~5MPa;在b1、b2、b3、b4沉降工况下,得到其关键杆件位置分别为塔身底部横材与塔腿主材相链接的1836号、1828号、1844号、1852号单元,具体见图7。



3.3 2个塔基沉降
2个塔基沉降分横向和纵向沉降,其具体约束条件为:固定不沉降塔基的所有自由度,释放沉降塔基的转动自由度,对沉降塔腿与塔基连接节点施加Z向的位移,位移按5mm进行加载,仿真得出塔基横向和纵向沉降情况下关键杆件承受的最大等效应力随沉降值的变化曲线,见图8。

仿真结果表明:当2个塔基发生沉降时,铁塔关键杆件所受最大等效应力与沉降值近似呈线性关系;当沉降值超过10mm时,随着沉降值的增加,纵向沉降关键杆件所受最大等效应力的增加速率约为横向沉降的2倍。对于横向沉降而言,当沉降值不超过10mm时,关键杆件所受最大等效应力基本不变;而当沉降值接近50mm时,关键杆件承受的最大等效应力接近临界值。对于纵向沉降而言,当沉降值接近15mm时,关键杆件承受最大等效应力已经超过临界值。由此可见,铁塔发生纵向沉降比发生横向沉降更容易使关键杆件发生屈服而损坏。在c1和c2沉降工况下,得到所受最大等效应力关键杆件分别为与塔基A和塔基D相连接塔腿斜材的1809号和1793号单元;在c3和c4沉降工况下,所受最大等效应力关键杆件分别为与塔基B和塔基C相连接塔腿斜材的1801号和1817号单元,具体见图9。

3.4 3个塔基沉降
3个塔基沉降约束条件下,固定不沉降塔基的所有自由度和沉降塔基的转动自由度,对相应的沉降塔腿与塔基连接节点施加Z向的位移,位移按1mm进行加载,仿真得出关键杆件承受的最大等效应力随沉降值的变化曲线如图10所示。仿真结果表明:当3个塔基发生沉降时,其关键杆件超过屈服临界值时的沉降值不超过10mm。图11为d3沉降工况下,沉降值接近15mm时,与辅材相连接塔腿上主材1841号关键杆件单元因所受最大等效应力远超出其屈服临界值而发生变形。在d1、d2、d3、d4沉降工况下,得到所受最大等效应力关键杆件分别为辅材与塔腿主材相连接的1833号、1825号、1841号、1849号单元,具体见图12。