輸電塔節(jié)點半剛性及角鋼穩(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)。而目前對輸電塔角鋼穩(wěn)定承載力計算主要是將端部視為理想的鉸接或剛接形式，但實際輸電塔節(jié)點具有明顯的半剛性特征，鉸接或剛接假定與實際情況并不相符，有可能造成一定的浪費，還有偏于不安全的可能。因此，有必要對輸電塔節(jié)點半剛性進行研究，并在此基礎(chǔ)上對輸電塔角鋼構(gòu)件穩(wěn)定問題進行模擬，這對于提高輸電塔極限承載力計算精度，保障電力設(shè)備的安全運

2、作具有重要意義。本文對輸電塔節(jié)點半剛性性能及單角鋼穩(wěn)定承載力進行了研究，主要研究內(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)點精細化有限元模型，對其半剛性性能進行了分析，并建立了節(jié)點彎矩-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)定承載力計算方法，并通過相關(guān)試驗數(shù)據(jù)驗證了計算方法的準確性；對角鋼在剛接、半

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

4、基于Kishi-Chen冪函數(shù)模型建立了節(jié)點彎矩轉(zhuǎn)角曲線實用計算方法。
　　3、考慮節(jié)點剛度的單角鋼穩(wěn)定承載力計算
　　對現(xiàn)行規(guī)范中單角鋼穩(wěn)定承載力計算方法進行了總結(jié)；采用均勻設(shè)計建立了12個典型節(jié)點模型，考慮節(jié)點半剛性，對節(jié)點次角鋼在不同端部約束條件下的穩(wěn)定承載力進行了計算，給出了受壓單角鋼兩端有約束、一端有約束及兩端無約束時的換算長細比計算公式，建立了單角鋼穩(wěn)定承載力計算方法；通過試驗數(shù)據(jù)驗證了計算方法的準確性，并將計算