輸電塔節(jié)點(diǎn)半剛性及角鋼穩(wěn)定承載力分析.pdf

1、作為輸電線路的重要組成部分，輸電塔在遭受極限荷載時(shí)容易發(fā)生破壞，且破壞形式多為由角鋼構(gòu)件失穩(wěn)引起的結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。而目前對(duì)輸電塔角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算主要是將端部視為理想的鉸接或剛接形式，但實(shí)際輸電塔節(jié)點(diǎn)具有明顯的半剛性特征，鉸接或剛接假定與實(shí)際情況并不相符，有可能造成一定的浪費(fèi)，還有偏于不安全的可能。因此，有必要對(duì)輸電塔節(jié)點(diǎn)半剛性進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)輸電塔角鋼構(gòu)件穩(wěn)定問題進(jìn)行模擬，這對(duì)于提高輸電塔極限承載力計(jì)算精度，保障電力設(shè)備的安全運(yùn)

2、作具有重要意義。本文對(duì)輸電塔節(jié)點(diǎn)半剛性性能及單角鋼穩(wěn)定承載力進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面：
　　1、輸電塔單角鋼穩(wěn)定數(shù)值模擬方法
　　基于有限元分析軟件ANSYS，建立了輸電塔典型角鋼節(jié)點(diǎn)精細(xì)化有限元模型，對(duì)其半剛性性能進(jìn)行了分析，并建立了節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角曲線；引入彈簧單元模擬角鋼端部受到的半剛性約束，給出了考慮殘余應(yīng)力、初始缺陷影響的單角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算方法，并通過相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了計(jì)算方法的準(zhǔn)確性；對(duì)角鋼在剛接、半

3、剛性連接及鉸接三種不同約束條件下的穩(wěn)定承載力進(jìn)行模擬分析，驗(yàn)證了單角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)剛度的必要性。
　　2、輸電塔角鋼節(jié)點(diǎn)半剛性參數(shù)分析
　　選擇次角鋼截面尺寸、螺栓直徑、節(jié)點(diǎn)板厚、主角鋼截面尺寸、次角鋼鋼材強(qiáng)度、螺栓距離、螺栓個(gè)數(shù)等參數(shù)作為研究對(duì)象，建立135個(gè)節(jié)點(diǎn)有限元模型，分析了不同參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)半剛性性能的影響；根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，采用最小二乘法得到了節(jié)點(diǎn)初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、極限彎矩、彎矩-轉(zhuǎn)角曲線形狀系數(shù)計(jì)算公式，并

4、基于Kishi-Chen冪函數(shù)模型建立了節(jié)點(diǎn)彎矩轉(zhuǎn)角曲線實(shí)用計(jì)算方法。
　　3、考慮節(jié)點(diǎn)剛度的單角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算
　　對(duì)現(xiàn)行規(guī)范中單角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算方法進(jìn)行了總結(jié)；采用均勻設(shè)計(jì)建立了12個(gè)典型節(jié)點(diǎn)模型，考慮節(jié)點(diǎn)半剛性，對(duì)節(jié)點(diǎn)次角鋼在不同端部約束條件下的穩(wěn)定承載力進(jìn)行了計(jì)算，給出了受壓?jiǎn)谓卿搩啥擞屑s束、一端有約束及兩端無約束時(shí)的換算長細(xì)比計(jì)算公式，建立了單角鋼穩(wěn)定承載力計(jì)算方法；通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了計(jì)算方法的準(zhǔn)確性，并將計(jì)算