鋼管混凝土格構(gòu)式風(fēng)電塔架雙角鋼螺栓拼接節(jié)點(diǎn)受力性能研究.pdf

1、前期研究表明,鋼管混凝土格構(gòu)式風(fēng)電塔架具有鋼材用量少、耐低周疲勞性能好、抗震性能優(yōu)越、便于運(yùn)輸安裝等優(yōu)點(diǎn),較之傳統(tǒng)的錐臺(tái)型風(fēng)電塔筒,其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益均比較高,但其節(jié)點(diǎn)受力卻十分復(fù)雜。本文參考內(nèi)蒙古白云鄂博地區(qū)某1.5MW錐臺(tái)型風(fēng)電塔筒的受力特征,依相關(guān)規(guī)范要求,利用SAP2000軟件初步設(shè)計(jì)了鋼管混凝土格構(gòu)式四肢柱風(fēng)電塔架,從中選取在受力方面具有代表性的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究和有限元分析。
　　文中以塔柱鋼管徑厚比、節(jié)點(diǎn)板厚度、加勁板尺

2、寸等為幾何參數(shù)設(shè)計(jì)了6個(gè)鋼管混凝土雙角鋼拼接節(jié)點(diǎn)模型,并保持拉壓腹桿受力上的比例關(guān)系對(duì)它們進(jìn)行靜力試驗(yàn),以探究該節(jié)點(diǎn)形式的受力性能、破壞機(jī)理以及內(nèi)力分布變化規(guī)律,最終得到了試件腹桿的軸力-變形曲線、不同荷載下塔柱在節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度范圍內(nèi)的等效應(yīng)力分布曲線及塔柱截面環(huán)向應(yīng)力分布曲線;在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又利用ABAQUS有限元軟件進(jìn)一步探討了部分幾何參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力和破壞模式的影響。
　　得到如下結(jié)論:①核心混凝土應(yīng)力雖然較小,卻是影響節(jié)

3、點(diǎn)極限承載力的關(guān)鍵因素,塔柱內(nèi)灌漿有效改變了節(jié)點(diǎn)的失效模式;②塔柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)域的應(yīng)力水平隨徑厚比的增大而增大,但徑厚比的變化并未對(duì)節(jié)點(diǎn)的破壞模式產(chǎn)生明顯影響;通過(guò)對(duì)塔柱徑厚比的參數(shù)分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)a￡27.38時(shí),節(jié)點(diǎn)極限承載力的下降速度隨a的增大而增大,節(jié)點(diǎn)的主要破壞模式為節(jié)點(diǎn)板極值點(diǎn)失穩(wěn)破壞,由于節(jié)點(diǎn)板厚度相對(duì)較大,其極限承載力仍然較高;當(dāng)a>27.38后,節(jié)點(diǎn)極限承載力下降速度變緩,節(jié)點(diǎn)板發(fā)生分支點(diǎn)失穩(wěn)破壞,可充分利用節(jié)點(diǎn)材料;③節(jié)點(diǎn)極

4、限承載力隨板厚與主管壁厚的比值g的增大而呈上升趨勢(shì),沒(méi)有出現(xiàn)下降段;當(dāng)g增加到一定程度時(shí),節(jié)點(diǎn)的極限承載力的增長(zhǎng)速度隨之明顯下降,根據(jù)模擬結(jié)果,建議在滿足節(jié)點(diǎn)受力要求的前提下,盡量選用較薄的節(jié)點(diǎn)板,g值不宜超過(guò)2.5;④加勁板的存在可有效避免節(jié)點(diǎn)板發(fā)生過(guò)早的平面外失穩(wěn),直接影響節(jié)點(diǎn)的破壞模式,同時(shí)將塔柱在節(jié)點(diǎn)板端部處的應(yīng)力擴(kuò)散到更廣的范圍上去,使塔柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力分布更趨均勻。通過(guò)對(duì)加勁板參數(shù)分析可知,由于核心混凝土的支撐作用,加勁板對(duì)