高強(qiáng)鋼管軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性及管板節(jié)點(diǎn)極限承載力試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、隨著中國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷升級(jí)，輸電線路向著高電壓等級(jí)、大容量、緊湊型和多回路的趨勢(shì)快速發(fā)展，這就要求輸電鐵塔具有大體型和高負(fù)荷能力，為使鐵塔滿足承載要求，完成各項(xiàng)功能，要求在輸電鐵塔中采用高強(qiáng)鋼材。在構(gòu)件截面的選擇上，鋼管截面構(gòu)件由于具有截面對(duì)稱、剛度較大、結(jié)構(gòu)傳力清晰簡(jiǎn)潔、抗風(fēng)面積小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于大跨度、大體型和高承載的輸電鐵塔較適用，也越來(lái)越多的被應(yīng)用。由于中國(guó)對(duì)高強(qiáng)鋼管在輸電線塔中的應(yīng)用起步較晚，強(qiáng)度等級(jí)為Q420和Q460的高強(qiáng)度鋼

2、管目前正逐漸開始應(yīng)用于輸電線路中，但對(duì)于更高強(qiáng)度等級(jí)鋼管的應(yīng)用還不成熟，對(duì)于高強(qiáng)度Q690鋼材缺乏足夠理論指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)借鑒，要在輸電線路鐵塔中廣泛使用此類高強(qiáng)鋼管還需進(jìn)行大量的研究工作?；诖耍疚拈_展Q690高強(qiáng)鋼管在輸電線路中的應(yīng)用研究，包括進(jìn)行高強(qiáng)度鋼管整體穩(wěn)定性、局部屈曲和平面K型管板節(jié)點(diǎn)的理論、試驗(yàn)及數(shù)值模擬工作，上述研究在國(guó)內(nèi)輸電行業(yè)屬于首次。
　　首先，進(jìn)行了Q690高強(qiáng)鋼的材性試驗(yàn)研究來(lái)確定高強(qiáng)鋼的基本力學(xué)性能；得到

3、高強(qiáng)鋼的基本力學(xué)性能參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行高強(qiáng)軸心受壓鋼管的整體穩(wěn)定性試驗(yàn)研究，分析高強(qiáng)軸心受壓鋼管的整體穩(wěn)定性能和極限承載能力。利用“逆算單元長(zhǎng)度法”對(duì)高強(qiáng)軸心受壓鋼管的穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)改變參數(shù)研究長(zhǎng)細(xì)比、殘余應(yīng)力等因素對(duì)高強(qiáng)鋼管整體穩(wěn)定承載性能的影響。推薦高強(qiáng)鋼管構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)及整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)公式。
　　其次，進(jìn)行了Q690高強(qiáng)鋼管軸心受壓局部穩(wěn)定承載能力試驗(yàn)，觀察試件的破壞模式，得到試件的局部穩(wěn)定承載力和荷載位移變化情況及

4、試件應(yīng)變分布情況。在考慮初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力的影響基礎(chǔ)上對(duì)局部穩(wěn)定承載力進(jìn)行數(shù)值模擬分析，確定影響局部穩(wěn)定承載能力的重要影響因素，并且分析研究了國(guó)內(nèi)外規(guī)范中關(guān)于壓桿局部穩(wěn)定承載能力的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，進(jìn)一步分析了各個(gè)規(guī)范中設(shè)計(jì)方法的合理性，對(duì)比試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果為高強(qiáng)鋼軸壓穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法提供了依據(jù)，促進(jìn)高強(qiáng)鋼在中國(guó)的應(yīng)用。
　　最后，對(duì)鋼管塔管板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析了Q690高強(qiáng)鋼K型節(jié)點(diǎn)的破壞機(jī)理，考察了破壞形式，在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)