钢管组合大跨越输电塔导地线耦合效应研究

利用ANSYS软件建立了跨越珠江铁桩水道的220kV钢管组合大跨越输电塔线体系的空间数值分析模型。通过对实际工程进行环境振动测试,识别出输电塔耦合导地线的振动模态,验证了输电塔线体系有限元模型和理论计算的正确性。从动力特性和地震反应方面研究了单塔和塔线体系的动力特性和地震响应特点,分析得到关于输电塔导地线耦合效应的初步认识,进一步揭示了导地线对输电塔的耦合作用规律。研究表明,悬挂的导地线不仅具有质量效应,同时在线路的纵向和侧向还施加了一定的刚度效应。地震反应分析中可知导地线对输电塔具有一定的减震效应,并指出导地线的减震效应是否具有普遍性,还需要进一步研究。上述研究对类似输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义。     

无内隔板箱型柱梁柱节点试验分析

钢框架柱外传力式梁柱节点是一种新型节点形式,通过2组共4种模型的静力加载试验,分析增设传力板与未增设传力板的应力分布和应力发展规律,结果表明对节点增设传力板有利于应力的改善,避免梁根部应力发展导致梁柱连接焊缝过早发生脆性破坏,从而对节点起到很好的加固和保护效果,实现柱外传力,本研究可为今后节点的加固工程应用提供参考依据。     

局部加强的三面围焊角焊缝力学性能研究

在三面围焊角焊缝的情况下,德国规范规定正面角焊缝加强,即正面角焊缝焊脚尺寸比侧面角焊缝焊脚尺寸要大,并在正面角焊缝和侧面角焊缝相邻部分增加一个侧面角焊缝过渡段进行加强。该过渡段是在侧面角焊缝计算长度之外,不考虑受力。为此,设计了18个Q235钢材双盖板加强型角焊缝和6个使用中国规范构造要求设计的角焊缝,在搭接板类节点中进行受力状态和承载力的对比分析。使用ANSYS进行对双盖板三面围焊角焊缝轴向拉伸性能的研究,包括荷载-位移曲线、破坏现象、应力集中等。结果表明:按照德国规范设计的角焊缝承载力更大,应力分布更均匀,出现应力集中情况较少,延缓了焊缝段的破坏,正面角焊缝和侧面角焊缝的过渡加强段几乎同时达到破环,有效利用了侧面角焊缝的强度。因此,局部加强的三面围焊角焊缝能够一定程度地提高三面围焊的力学性能。     

有初始转角的橡胶隔震支座水平力学性能研究

在采用橡胶隔震支座的大跨空间结构中,其支座的上下表面常常存在相对转角,针对这一问题,从两个方向对上下表面有相对转角的橡胶隔震支座的水平力学性能进行了研究.在转角为0.005 rad、0.01 rad和0.015 rad的情况下,对橡胶隔震支座进行了水平力学性能试验,试验结果表明,支座水平刚度会随转角的增大而减小.然后,运用ABAQUS软件进行了有限元模拟分析,对试验结果和有限元结果进行对比验证.最后,通过ABAQUS软件对有初始转角的橡胶隔震支座进行了参数分析.结果 表明:有限元分析得到的水平刚度与试验结果吻合较好,为参数分析提供了依据;有初始转角的隔震支座的水平刚度与加载方向有关;初始转角对叠层橡胶支座水平刚度的影响会随着初始转角、支座第一形状系数和支座第二形状系数的增大而增大;根据有限元结果给出了有初始转角的橡胶隔震支座的水平刚度计算公式,可供设计人员参考使用.     

新型钢箱型柱和H梁柱外传力节点有限元分析

通过建立新型钢结构箱型柱和H型梁柱外传力式节点三维有限元模型,分析该类节点在各加载阶段的位移变化和应力分布情况及破坏形式.并比较了该类节点在不同柱的极限承载力和传力板与异型构件位置变化的极限承载力,得到该类节点极限承载力变化规律,为今后该节点的广泛工程应用提供参考依据.     

一种新型无内隔板梁柱节点有限元分析

采用有限元软件ANSYS,对根据实际工程加固中提出的新型无内隔板节点的极限承载力进行了进一步有限元研究,分析该类矩形钢管柱无内隔板梁柱节点在各加载阶段的位移变化和应力分布情况,考查其破坏形式,并比较了该类节点在不同梁柱截面尺寸下的极限承载力,得到该类节点极限承载力与梁柱尺寸的变化规律,为今后该节点的广泛工程应用提供参考依据。     

门式刚架结构侧向支撑的强度和刚度研究

对于门式刚架结构,工程实际发现当构件截面尺寸、内力等超过一定范围时,檩条由于强度或刚度不足,致使隅撑对构件侧向支撑作用大大削弱,增大了构件的计算长度。本文结合国内外研究成果,总结出隅撑作为侧向支撑的最小刚度要求,并提供了当檩条刚度不满足最小刚度要求时构件侧向支承的解决方案。     

刚性柱外传力式梁柱节点数值分析

针对传统刚性梁柱节点进行加固,建立刚性梁柱外传力式节点三维有限元模型,分析该类节点在静力荷载下的位移变化和应力分布情况及破坏形式。对有无传力板节点进行了比较分析,同时也分析了刚性柱外传力式梁柱节点在不同柱轴力、传力板厚度、传力板宽度时的极限承载力,得到该类节点极限承载力变化规律。研究表明:主要应力分布不再集中在梁柱连接处,主要的应力转移到了传力板上和传力板连接处的梁翼缘上,并且梁柱连接处应力较小。在同样的梁端荷载作用下,刚性梁柱外传力式节点的钢柱管壁并未发生变形。由此可以看出,增加传力板使得节点域应力得到了改善,实现了柱外传力。另外,刚性梁柱外传力式节点的极限承载力明显高于传统刚性梁柱节点。计算结果发现传力板的厚度(宽度)以与梁翼缘厚度(宽度)相等为宜,传力板厚度(宽度)过小,传力不明显,节点承载力低,易破坏。当传力板厚度(宽度)大于梁翼缘厚度(宽度)时,传力板的加固效果并不明显。本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据。     

大跨空间结构施工支撑拆除影响的试验研究

广州新体育馆主场馆是一个大跨壳形空间桁架结构,形状特殊,施工难度大。为确保工程安全,采用应变测试方法研究了拆除支撑前后对结构的影响。试验结果表明,拆除支撑前后,结构的应变值变化不大,且表明了结构设计的合理性。     

振动模态识别技术在输电塔线动力特性研究中的应用

输电塔线体系是一种复杂的空间塔线耦联振动体系,体系动力特性计算中由于导地线的振型密集,输电塔的振型难以清辨。在对输电塔线体系的动力特性研究中,采用白噪声激励体系,得到输电塔耦合了导地线的响应;利用振动模态识别技术,可得到输电塔耦合了导地线的低阶模态。此外,在实际工程现场进行了环境振动测试,识别输电塔耦合了导地线的低阶模态,验证了数值计算模型和理论模态识别的正确性。