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1、500kV全聯(lián)合構(gòu)架全聯(lián)合構(gòu)架空間作用空間作用效應(yīng)效應(yīng)的分析與的分析與應(yīng)用應(yīng)用研究研究AnalysisApplicationResearchontheSpatialWkEffectof500kVEntirelyUnitedFramewk學(xué)科專業(yè):結(jié)構(gòu)工程研究生:李辰曦指導(dǎo)教師:楊建江教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一六年十一月I摘要全聯(lián)合構(gòu)架作為新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式,具有提高構(gòu)架受力性能、節(jié)省占地及工程造價(jià)的優(yōu)越性,在500kV超高壓變電站的構(gòu)
2、架設(shè)計(jì)中發(fā)展迅猛,應(yīng)用廣泛。在單鋼管全聯(lián)合構(gòu)架中,出線構(gòu)架柱通過(guò)母線梁及主變進(jìn)線梁與中間構(gòu)架聯(lián)系成為整體,在空間上形成聯(lián)合受力體系。但目前對(duì)于全聯(lián)合構(gòu)架內(nèi)單鋼管出線柱結(jié)構(gòu)受力性能的研究并不詳盡,現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范簡(jiǎn)化了該構(gòu)架體系的空間作用效應(yīng)。因此,本文以500kV全聯(lián)合構(gòu)架在典型荷載工況下的空間作用效應(yīng)為課題,利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)全聯(lián)合構(gòu)架體系的空間工作性能及出線柱的空間作用效應(yīng)影響系數(shù)進(jìn)行了分析研究,提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和
3、建議,以期在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)的目的。主要研究工作及成果如下:(1)建立剛接、鉸接、半剛性連接三種梁柱節(jié)點(diǎn)剛度的單鋼管全聯(lián)合構(gòu)架和半剛性連接A型全聯(lián)合構(gòu)架模型,以及相應(yīng)的獨(dú)立出線柱模型。提出了基于反彎點(diǎn)的全聯(lián)合構(gòu)架梁柱節(jié)點(diǎn)半剛性連接的分析方法,以及相關(guān)參數(shù)的建議取值。(2)分析全聯(lián)合構(gòu)架整體結(jié)構(gòu)以及構(gòu)架體系內(nèi)、外的出線柱在三種風(fēng)向角大風(fēng)工況下的受力與變形情況,討論梁柱節(jié)點(diǎn)剛度、結(jié)構(gòu)形式、荷載工況對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,得出結(jié)論:?jiǎn)武摴苋?/p>
4、聯(lián)合構(gòu)架比A型全聯(lián)合構(gòu)架在整體變形及出線柱位移的控制上有一定的優(yōu)越性;半剛性連接的兩類全聯(lián)合構(gòu)架的整體變形均不滿足允許變形限值,采用半剛性假定時(shí)應(yīng)注意控制構(gòu)架變形;三種大風(fēng)工況下,全聯(lián)合構(gòu)架的出線柱以承受軸力及彎矩為主,與A型柱相比,單鋼管柱的軸力較小,繞Z軸彎矩略大;不同連接剛度的單鋼管柱在不同風(fēng)向工況作用下內(nèi)力值差距不大,但各項(xiàng)內(nèi)力規(guī)律表現(xiàn)不一。(3)基于構(gòu)架的內(nèi)力與變形結(jié)果,計(jì)算得出各類出線柱的內(nèi)力及位移的空間作用影響系數(shù),并與規(guī)
5、范相關(guān)取值進(jìn)行比較,得出結(jié)論:四類構(gòu)架的位移空間作用影響系數(shù)u?在各工況下取值均小于1.00,單鋼管構(gòu)架體系對(duì)位移的限制作用強(qiáng)于A型構(gòu)架,連接剛度對(duì)u?無(wú)顯著影響;在同一工況內(nèi),單鋼管柱內(nèi)力空間作用影響系數(shù)S?取值較為一致,有統(tǒng)一的放大或縮小作用,A型柱的S?大多情況下表現(xiàn)為放大;風(fēng)向角、結(jié)構(gòu)形式、連接剛度等因素均對(duì)出線柱S?產(chǎn)生了一定的影響,取值存在一定的規(guī)律性和不確定性,不同工況下的不同內(nèi)力需分別確定其系數(shù)。(4)利用空間作用系數(shù)的
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