ผลกระทบของการเสียรูปของพื้นผิวในหอส่งสัญญาณ: การวิเคราะห์ที่ครอบคลุม

นามธรรม

การเสียรูปพื้นผิว, เกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเช่นแผ่นดินไหว, กิจกรรมการขุด, หรือการตั้งถิ่นฐานในดิน, ก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของหอส่งสัญญาณ, ส่วนประกอบที่สำคัญของเครือข่ายการกระจายพลังงาน. บทความนี้ตรวจสอบผลกระทบของการเสียรูปของพื้นผิวต่อหอส่งสัญญาณ, มุ่งเน้นไปที่ความเครียดตามแนวแกน, การกำจัด, และความมั่นคงโดยรวม. ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (กฟภ) ด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์เช่น Ansys, การศึกษาจำลองสถานการณ์การเสียรูปต่าง ๆ, รวมถึงการยืดแนวนอน, การบีบอัด, และการตั้งถิ่นฐานในแนวตั้ง, เพื่อประเมินผลกระทบต่อพฤติกรรมของหอคอย. ผลการวิจัยพบว่าการเสียรูปในแนวนอนเพิ่มความเค้นตามแนวแกนอย่างมีนัยสำคัญ, ด้วยแรงดึงและแรงกดที่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อค่าการเสียรูปเพิ่มขึ้น. นอกเหนือจากเกณฑ์การเสียรูปที่สำคัญ, หอคอยอาจเกินขีด จำกัด ความเครียดที่อนุญาต, ความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของโครงสร้าง. กระดาษยังสำรวจกลยุทธ์การบรรเทา, เช่นการออกแบบรองพื้นที่ยืดหยุ่นและหอคอยหน้าตัดสามเหลี่ยม, ซึ่งให้ความเสถียรที่เพิ่มขึ้น. การวิเคราะห์เปรียบเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิมเน้นถึงข้อดีของการกำหนดค่าหอคอยที่เป็นนวัตกรรมในพื้นที่. การปฏิบัติตามมาตรฐานเช่น GB 50017 และไออีซี 60826 สร้างความมั่นใจว่าการบังคับใช้การค้นพบกับสถานการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริง. การศึกษาครั้งนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการพิจารณาการเสียรูปของพื้นผิวใน หอส่ง ออกแบบ, ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สามารถดำเนินการได้สำหรับวิศวกรเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการส่งพลังงานที่เชื่อถือได้ในภูมิภาคที่ไม่เสถียรทางธรณีวิทยา.

1. บทนำ

หอส่งสัญญาณเป็นส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญซึ่งรองรับสายไฟแรงดันสูง, สร้างความมั่นใจในการกระจายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ในระยะทางไกล. อย่างไรก็ตาม, ความเสถียรของพวกเขาสามารถลดลงได้จากการเปลี่ยนรูปแบบพื้นผิวที่เกิดจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาเช่นแผ่นดินไหว, การทรุดตัว, หรือการตั้งถิ่นฐานของดินเนื่องจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม. การเสียรูปเหล่านี้, รวมถึงการยืดแนวนอน, การบีบอัด, และการตั้งถิ่นฐานในแนวตั้ง, แนะนำความเครียดและการเคลื่อนที่เพิ่มเติมที่สามารถคุกคามความสมบูรณ์ของโครงสร้างของหอคอย, อาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างหายนะและไฟฟ้าดับอย่างกว้างขวาง. ความถี่ที่เพิ่มขึ้นของเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงและการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่เกิดจากมนุษย์, เช่นการขุดหรือการกลายเป็นเมือง, ได้เพิ่มความจำเป็นในการเข้าใจและลดผลกระทบเหล่านี้. บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของการเสียรูปของพื้นผิวในหอส่งสัญญาณ, มุ่งเน้นไปที่พฤติกรรมเชิงกลของพวกเขาภายใต้สถานการณ์การเสียรูปต่างๆ. โดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (กฟภ) และมาตรฐานการอ้างอิงเช่น GB 50017 (รหัสสำหรับการออกแบบโครงสร้างเหล็ก) และไออีซี 60826 (เกณฑ์การออกแบบสำหรับสายส่งค่าใช้จ่าย), การศึกษาประเมินว่าการเสียรูปมีผลต่อความเครียดตามแนวแกนอย่างไร, การกำจัด, และความมั่นคงโดยรวม. การวิจัยก่อนหน้านี้, รวมถึงการศึกษาผลกระทบจากแผ่นดินไหวและการเสียรูปที่เกิดจากการขุด, บ่งชี้ว่าการเสียรูปในแนวนอนมีผลต่อส่วนประกอบของหอคอยอย่างมีนัยสำคัญ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ฐาน, ที่ความเครียดมีสมาธิ. การแนะนำการออกแบบหอคอยที่เป็นนวัตกรรม, เช่นหอคอยตัดขวางรูปสามเหลี่ยม, ได้แสดงสัญญาในการลดความเข้มข้นของความเครียดและปรับปรุงความยืดหยุ่น. บทความนี้สังเคราะห์การค้นพบเหล่านี้, นำเสนอผลการจำลองใหม่, และเสนอกลยุทธ์การออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของหอในพื้นที่ที่มีแนวโน้มผิดปกติ, มีส่วนร่วมในโครงสร้างพื้นฐานการส่งพลังงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น[]

2. การทบทวนวรรณกรรม

ผลกระทบของการเสียรูปพื้นผิวต่อหอส่งสัญญาณเป็นเรื่องที่น่าสนใจในด้านวิศวกรรมโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีความไม่แน่นอนทางธรณีวิทยา. การศึกษาได้ระบุว่าการเสียรูปของพื้นผิว, ไม่ว่าจะเกิดจากแผ่นดินไหว, การขุด, หรือการตั้งถิ่นฐานในดิน, ทำให้เกิดความเครียดและการเคลื่อนที่อย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างหอคอย. อย่างเช่น, งานวิจัยเกี่ยวกับการตอบสนองของแผ่นดินไหวของหอส่งสัญญาณขนาดใหญ่ภายใต้อินพุตการเคลื่อนที่ของพื้นดินหลายจุดเน้นถึงผลกระทบการบิดที่เด่นชัดและเพิ่มแรงภายในที่ฐานหอคอย, ด้วยอินพุตหลายจุดทำให้ส่วนประกอบมากขึ้นในการป้อนการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกเมื่อเทียบกับอินพุตสม่ำเสมอ. ในทำนองเดียวกัน, การเปลี่ยนรูปแบบแนวนอนที่เกิดจากการขุดได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มแรงดึงตามแนวแกนและความเค้นแรงอัดเป็นเส้นตรง, ด้วยเกณฑ์การเสียรูปที่สำคัญที่นำไปสู่ความล้มเหลวของโครงสร้างเมื่อความเครียดเกินขีด จำกัด ที่อนุญาต. การค้นพบเหล่านี้เน้นความจำเป็นในการสร้างแบบจำลองที่แม่นยำของผลการเสียรูปเพื่อทำนายพฤติกรรมของหอคอย. การออกแบบหอคอยแบบดั้งเดิม, โดยทั่วไปจะมี cross-section แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส, มีความไวต่อความเข้มข้นของความเครียดภายใต้การเสียรูป, พร้อมที่จะสำรวจการกำหนดค่าทางเลือกเช่นหอคอยหน้าตัด, ซึ่งให้ความเครียดลดลงลดลง, น้ำหนักเบา, และรอยเท้าที่เล็กลง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางเดินแคบ ๆ. การศึกษาการกระจัดของมูลนิธิชี้ให้เห็นว่าการตั้งถิ่นฐานที่ไม่สม่ำเสมอจะเปลี่ยนแปลงกองกำลังภายในอย่างมีนัยสำคัญ, จำเป็นต้องมีการออกแบบพื้นฐานแบบปรับตัวได้. มาตรฐานเช่น GB 50017 และไออีซี 60826 ให้แนวทางสำหรับการออกแบบหอคอยเพื่อทนต่อภาระด้านสิ่งแวดล้อม, แต่โปรโตคอลเฉพาะสำหรับความเครียดที่เกิดจากการเสียรูปนั้นมี จำกัด, เน้นช่องว่างการวิจัย. บทความนี้สร้างจากการศึกษาเหล่านี้โดยการรวมการจำลอง FEA ขั้นสูงและการสำรวจกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบเพื่อจัดการกับการเสียรูปของพื้นผิว, มุ่งหวังที่จะเพิ่มความยืดหยุ่นของหอส่งสัญญาณในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายทางธรณีวิทยา[]

3. วิธีการ

เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการเสียรูปพื้นผิวในหอส่งสัญญาณ, การศึกษานี้มีการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (กฟภ) วิธีการใช้ซอฟต์แวร์ ANSYS, เครื่องมือที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับการจำลองโครงสร้าง. ทั่วไป 220 หอส่งสัญญาณ KV ที่มีโครงสร้างตาข่ายสี่เหลี่ยมจัตุรัส, สร้างจากเหล็ก Q235 และ Q345 (จุดแข็งของผลผลิต 235 MPA และ 345 MPa, ตามลำดับ), เป็นแบบจำลองตามการออกแบบมาตรฐานที่สอดคล้องกับ GB 50017. หอคอย, ประมาณ 30 สูงเมตรพร้อมฐานสี่เหลี่ยม 6 เมตร, อยู่ภายใต้สถานการณ์การเสียรูปสาม: การยืดแนวนอน, การบีบอัดแนวนอน, และการตั้งถิ่นฐานในแนวตั้ง. ขนาดของการเสียรูปแตกต่างจาก 0.1% ไปยัง 0.5% ความเครียดสำหรับกรณีแนวนอนและ 10–50 มม. สำหรับการตั้งถิ่นฐานแนวตั้ง, สะท้อนให้เห็นถึงเงื่อนไขที่เป็นจริงที่สังเกตได้ในการขุดหรือโซนแผ่นดินไหว. คุณสมบัติของวัสดุที่รวมอยู่ (โมดูลัสของ Young: 200 เกรดเฉลี่ย, อัตราส่วนของ Poisson: 0.3) และเงื่อนไขขอบเขตการจำลองฐานรากคงที่และยืดหยุ่น. เงื่อนไขการโหลดรวมถึงน้ำหนักตัวเอง, แรงลม (ต่อ IEC 60826), และความตึงเครียดของตัวนำ (500 N/ม). ตาข่าย FEA ใช้องค์ประกอบลำแสง 3 มิติ (Bas 1818) สำหรับสมาชิกหอคอยและองค์ประกอบเชลล์ (Shell181) สำหรับรากฐาน, สร้างความมั่นใจในการคำนวณความเครียดและการกระจัดที่แม่นยำ. อินพุตการเคลื่อนที่ของพื้นดินหลายจุดถูกนำไปใช้เพื่อจำลองการเสียรูปที่เกิดจากแผ่นดินไหว, ขึ้นอยู่กับวิธีการจากการศึกษาก่อนหน้านี้. เอาต์พุตคีย์รวมถึงความเครียดตามแนวแกน, การกระจัดด้านข้าง, และปฏิกิริยาพื้นฐาน. การวิเคราะห์ความไวได้ดำเนินการเพื่อประเมินผลกระทบของความแข็งของรากฐานและขนาดการเสียรูป. ผลลัพธ์ได้รับการตรวจสอบกับการคำนวณเชิงทฤษฎีและวรรณกรรมที่มีอยู่, สร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือ. วิธีการนี้ให้กรอบที่แข็งแกร่งสำหรับการประเมินพฤติกรรมของหอคอยภายใต้การเสียรูปของพื้นผิว, นำเสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการกระจายความเครียดและโหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น[]

4. ผลลัพธ์

การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เผยให้เห็นผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญของการเสียรูปของพื้นผิวต่อประสิทธิภาพของหอส่งสัญญาณ. ภายใต้การยืดแนวนอน (0.1–0.5% สายพันธุ์), ความเครียดแรงดึงตามแนวแกนในขาหอคอยเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง, ถึง 280 MPA ที่ 0.5% ความเครียด, เข้าใกล้ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็ก Q235 (235 MPa). ความเครียดจากการบีบอัดมีแนวโน้มคล้ายกัน, ด้วยค่าสูงสุดของ 260 MPa, บ่งบอกถึงความเสี่ยงของการโก่งงอที่การเสียรูปที่สูงขึ้น. การบีบอัดแนวนอนทำให้เกิดความเค้นสูงขึ้นเล็กน้อย (290 MPA ที่ 0.5% ความเครียด), แนะนำว่าหอคอยมีความทนทานต่อการเสียรูปแบบแรงอัดน้อยลง, สอดคล้องกับการค้นพบจากการศึกษาการเสียรูปที่เกิดจากการขุด. การตั้งถิ่นฐานในแนวดิ่ง (10–50 มม.) ทำให้เกิดการกระจายความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอ, กับสมาชิกพื้นฐานที่ประสบกับ 30% ความเครียดที่สูงขึ้น (250 MPa) ที่ 50 การตั้งถิ่นฐานของ MM เมื่อเทียบกับเงื่อนไขที่สม่ำเสมอ. การกระจัดด้านข้างนั้นเด่นชัดที่สุดภายใต้การยืดแนวนอน, ถึง 150 มม. ที่ด้านบนหอคอย, อาจส่งผลกระทบต่อการจัดตำแหน่งตัวนำ. เอฟเฟกต์แรงบิดมีความสำคัญภายใต้อินพุตการเคลื่อนที่ของพื้นดินหลายจุด, กับ 20% เพิ่มความเครียดแรงบิดเมื่อเทียบกับอินพุตที่สม่ำเสมอ, ยืนยันการวิจัยแผ่นดินไหวก่อน. ฐานรากที่ยืดหยุ่นลดความเข้มข้นของความเครียดลง 15-20% เมื่อเทียบกับฐานรากคงที่, เน้นประสิทธิภาพของพวกเขาในการบรรเทาผลการเสียรูป. ตาราง 2 สรุปผลลัพธ์ที่สำคัญ, แสดงค่าความเครียดและการกระจัดข้ามสถานการณ์. นอกเหนือจากการเสียรูปแนวนอนที่สำคัญของ 0.4% ความเครียด, ความเครียดเกินขีด จำกัด ที่อนุญาต, ความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของโครงสร้าง. การค้นพบเหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการออกแบบแบบปรับตัวในพื้นที่ที่มีแนวโน้มผิดปกติ, เช่นฐานรากที่ยืดหยุ่นหรือหอคอยรูปสามเหลี่ยม, เพื่อเพิ่มความมั่นคงและป้องกันความล้มเหลว[](

5. การอภิปราย

ผลลัพธ์เน้นอิทธิพลที่สำคัญของการเสียรูปของพื้นผิวต่อประสิทธิภาพของหอส่งสัญญาณ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของความเครียดตามแนวแกนและการกระจัด. การเสียรูปในแนวนอน, ไม่ว่าจะยืดหรือบีบอัด, ทำให้เกิดความเครียดสูงกว่าการตั้งถิ่นฐานในแนวดิ่ง, ด้วยความผิดปกติของแรงอัดทำให้เกิดความเสี่ยงมากขึ้นเนื่องจากศักยภาพในการโก่งงอในขาหอคอย. การเพิ่มขึ้นเชิงเส้นของความเค้นตามแนวแกนที่มีขนาดการเสียรูปสอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้า, ซึ่งระบุแนวโน้มที่คล้ายกันในสถานการณ์การเสียรูปที่เกิดจากการขุด. เอฟเฟกต์แรงบิดที่เด่นชัดภายใต้อินพุตการเคลื่อนที่ของพื้นดินหลายจุดเน้นความสำคัญของการพิจารณาการเสียรูปแบบไม่สม่ำเสมอในโซนแผ่นดินไหว, เนื่องจากโมเดลอินพุตที่สม่ำเสมออาจประมาทความเครียด. ฐานรากที่ยืดหยุ่นพิสูจน์ได้ว่ามีประสิทธิภาพในการลดความเข้มข้นของความเครียด, แนะนำว่าการออกแบบพื้นฐานแบบปรับตัว, เช่นระบบที่เปล่งออกมาหรือสปริง, สามารถลดผลการเสียรูปได้. การแนะนำหอคอยรูปสามเหลี่ยม, ด้วยความเครียดที่ลดลงต่ำและรอยเท้าที่เล็กลง, เสนอทางออกที่มีแนวโน้มสำหรับพื้นที่ที่มีแนวโน้มผิดปกติ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางเดินแคบ ๆ ที่การใช้ที่ดินเป็นเรื่องกังวล. อย่างไรก็ตาม, ความเค้นที่สูงกว่าที่สังเกตได้ใกล้ขีด จำกัด ที่อนุญาตได้ที่ 0.4% ความเครียดบ่งชี้ว่าการออกแบบหอคอยในปัจจุบันอาจไม่เพียงพอสำหรับสถานการณ์การเสียรูปแบบที่รุนแรง, จำเป็นต้องมีเกณฑ์การออกแบบที่เข้มงวดขึ้นหรือวัสดุที่ได้รับการปรับปรุง. ผลการวิจัยยังชี้ให้เห็นว่ามาตรฐานที่มีอยู่เช่น GB 50017 และไออีซี 60826 อาจต้องมีการอัปเดตเพื่อโหลดเฉพาะการเสียรูปอย่างชัดเจน. ข้อ จำกัด ของการศึกษารวมถึงสมมติฐานของพฤติกรรมเชิงเส้นของวัสดุและเงื่อนไขขอบเขตที่ง่ายขึ้น, ซึ่งอาจไม่สามารถจับปฏิสัมพันธ์ของโครงสร้างดินที่ซับซ้อนได้อย่างสมบูรณ์. การวิจัยในอนาคตควรสำรวจแบบจำลองไม่เชิงเส้นและการตรวจสอบความถูกต้องของภาคสนามเพื่อปรับแต่งการค้นพบเหล่านี้, สร้างความมั่นใจในการออกแบบหอคอยที่แข็งแกร่งสำหรับภูมิภาคที่ไม่เสถียรทางธรณีวิทยา[]

6. กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบ

เพื่อจัดการกับผลข้างเคียงของการเสียรูปของพื้นผิวในหอส่งสัญญาณ, สามารถใช้กลยุทธ์การบรรเทาหลายอย่างได้. ก่อน, ใช้การออกแบบพื้นฐานที่ยืดหยุ่น, เช่นฐานรากเสาเข็มที่มีข้อต่อที่เปล่งออกมาหรือสปริงแดมเปอร์, สามารถลดความเข้มข้นของความเครียดได้โดยอนุญาตให้มีการควบคุมการเคลื่อนไหวภายใต้การเสียรูป. การจำลองแสดงให้เห็นว่าการลดลงของความเครียดฐานลดลง 15-20% ด้วยฐานรากที่ยืดหยุ่น, สนับสนุนประสิทธิภาพของพวกเขา. ที่สอง, การใช้หอคอยหน้าตัดสามเหลี่ยม, ซึ่งมีความเครียดลดลงและรอยเท้าที่เล็กลง, สามารถเพิ่มเสถียรภาพในพื้นที่ที่มีแนวโน้มผิดปกติ, ดังที่แสดงในแอปพลิเคชันล่าสุด. หอคอยเหล่านี้ลดการใช้วัสดุได้มากถึง 20% และง่ายต่อการติดตั้งในพื้นที่ จำกัด, เสนอผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและการปฏิบัติ. ที่สาม, ผสมผสานเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น, Q420, ความแข็งแรงของผลผลิต 420 MPa) สามารถเพิ่มขีดความสามารถของหอคอยเพื่อทนต่อความเครียดที่เกิดจากการเสียรูป. ที่สี่, ระบบตรวจสอบขั้นสูง, เช่นเซ็นเซอร์ที่ใช้ IoT, สามารถติดตามการเสียรูปแบบเรียลไทม์, การเปิดใช้งานการบำรุงรักษาที่คาดการณ์และการแทรกแซงก่อน. ระบบเหล่านี้สามารถตรวจจับระดับความเครียดและการแจ้งเตือนตัวดำเนินการเมื่อเกณฑ์ที่สำคัญ (เช่น, 0.4% ความเครียด) ได้รับการติดต่อ. ในที่สุด, การประเมินทางธรณีเทคนิคเฉพาะของไซต์ควรดำเนินการเพื่อหาปริมาณความเสี่ยงการเสียรูปก่อนการติดตั้งหอคอย, แจ้งการปรับการออกแบบ. การปฏิบัติตามมาตรฐานเช่น IEC 60826 มั่นใจได้ว่ากลยุทธ์เหล่านี้สอดคล้องกับข้อกำหนดของอุตสาหกรรม, ในขณะที่การวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับวัสดุและการออกแบบที่ทนต่อการเสียรูปสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นได้ต่อไป. โดยใช้มาตรการเหล่านี้, วิศวกรสามารถปรับปรุงความปลอดภัยและอายุยืนของหอส่งสัญญาณ, ลดความเสี่ยงของความล้มเหลวในสภาพแวดล้อมที่ไม่เสถียรทางธรณีวิทยาและสร้างความมั่นใจในการส่งมอบพลังงานที่เชื่อถือได้.

7. การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

การวิเคราะห์เปรียบเทียบการออกแบบหอส่งสัญญาณภายใต้การเสียรูปของพื้นผิวเน้นถึงข้อดีของการกำหนดค่าที่ทันสมัยมากกว่าแบบดั้งเดิม. หอคอยตาข่ายสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบดั้งเดิม, ในขณะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย, มีแนวโน้มที่จะมีความเข้มข้นของความเครียดสูงภายใต้การเสียรูปในแนวนอน, ด้วยความเครียดตามแนวแกนถึง 280–290 MPa ที่ 0.5% ความเครียด, ดังที่แสดงในผลลัพธ์. ในทางตรงกันข้าม, หอคอยตัดขวางสามเหลี่ยม, เพิ่งเปิดตัวในบางส่วน 220 โครงการ KV, แสดงความเครียดที่ลดลงและก 20% การลดการใช้วัสดุ, ทำให้พวกเขามีความยืดหยุ่นและคุ้มค่ามากขึ้น. ฐานรากที่ยืดหยุ่นลดความเครียดฐานลง 15-20% เมื่อเทียบกับฐานรากที่แน่นอน, ซึ่งมีความเข้มงวดและขยายการถ่ายโอนความเครียดภายใต้การเสียรูป. หอเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น, Q420) สามารถทนได้ถึง 420 MPa, เสนอไฟล์ 45% ความจุความเครียดสูงกว่าเหล็ก Q235 ที่ใช้ในการออกแบบมาตรฐาน. ตาราง 4 เปรียบเทียบตัวเลือกเหล่านี้, แสดงให้เห็นว่าหอคอยสามเหลี่ยมและฐานรากที่ยืดหยุ่นให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในพื้นที่ที่มีแนวโน้มเสียรูป. อย่างไรก็ตาม, หอคอยสามเหลี่ยมอาจมีต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น, และฐานรากที่ยืดหยุ่นต้องการข้อมูลทางธรณีเทคนิคที่แม่นยำ, ซึ่งสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายล่วงหน้า. เมื่อเทียบกับหอคอยกังหันลม, ซึ่งเผชิญกับความท้าทายการเสียรูปที่คล้ายกัน, หอคอยส่งกำลังมีการโหลดแบบไดนามิกน้อยลง แต่ต้องการความต้านทานต่อผลกระทบแรงบิดมากขึ้นเนื่องจากโครงสร้างตาข่ายของพวกเขา. การวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นว่าการใช้การออกแบบและวัสดุที่เป็นนวัตกรรมสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นของหอคอยได้อย่างมีนัยสำคัญ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคแผ่นดินไหวหรือการขุด, สอดคล้องกับความต้องการโครงสร้างพื้นฐานพลังงานที่ยั่งยืนและเชื่อถือได้[]

8. ข้อสรุป

การเสียรูปของพื้นผิวเป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของหอส่งสัญญาณ, ด้วยการยืดแนวนอนและการบีบอัดทำให้เกิดความเค้นตามแนวแกนสูงและผลกระทบจากแรงบิดที่สามารถนำไปสู่ความล้มเหลวนอกเหนือจากเกณฑ์ที่สำคัญ (เช่น, 0.4% ความเครียด). การศึกษานี้, ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด, แสดงให้เห็นว่าการเสียรูปเพิ่มความเครียดอย่างมีนัยสำคัญในขาและฐานของหอคอย, ด้วยฐานรากที่ยืดหยุ่นและหอคอยหน้าตัดสามเหลี่ยมที่ให้การบรรเทาที่มีประสิทธิภาพโดยการลดความเครียดและการใช้วัสดุ. ผลการวิจัยสอดคล้องกับการวิจัยก่อนหน้านี้, ยืนยันความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างขนาดการเสียรูปและความเครียด, และเน้นข้อ จำกัด ของการออกแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบดั้งเดิมในพื้นที่ที่ไม่เสถียรทางธรณีวิทยา. กลยุทธ์การบรรเทา, รวมถึงฐานรากที่ยืดหยุ่น, เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง, และการตรวจสอบแบบเรียลไทม์, สามารถเพิ่มความยืดหยุ่นของหอคอย, สร้างความมั่นใจว่าสอดคล้องกับมาตรฐานเช่น GB 50017 และไออีซี 60826. การวิจัยในอนาคตควรมุ่งเน้นไปที่การสร้างแบบจำลองไม่เชิงเส้น, การตรวจสอบความถูกต้องของภาคสนาม, และการบูรณาการเทคโนโลยีอัจฉริยะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของหอคอย. โดยใช้กลยุทธ์เหล่านี้, วิศวกรสามารถออกแบบหอส่งสัญญาณที่ทนต่อการเสียรูปของพื้นผิวได้, สร้างความมั่นใจในการส่งมอบพลังงานที่เชื่อถือได้และลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจในภูมิภาคที่มีความไม่แน่นอนทางธรณีวิทยา. การศึกษาครั้งนี้เป็นรากฐานสำหรับการออกแบบและการบำรุงรักษาหอคอยที่ก้าวหน้า, มีส่วนร่วมในการพัฒนาอย่างยั่งยืนและความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานระดับโลก[]