输电杆塔用Q420钢管轴压稳定性能试验研究

文中分析比较了国内外不同设计规范关于高强钢轴压稳定承载力计算理论,开展了不同长细比Q420高强钢管轴压稳定承载力试验。试验中钢管均发生极值点整体失稳破坏,加载结束时1/2长度截面附近局部屈曲变形明显。计算分析不同长细比Q420高强钢管轴压稳定承载力与其试验值进行比较,长细比小于60的钢管稳定承载力试验值与计算值较接近,长细比大于60的稳定承载力试验值与计算值相差较大,按我国《钢结构设计规范》中的b类截面、日本钢规《AIJ1990》、加拿大输电规范《S37-94》及欧洲钢规《BS EN 1993》的轴压承载力计算值略偏于保守,均可以满足工程应用。     

螺栓连接四角钢十字和双角钢T字截面的格构式设计方法

现行的GB 50017-2017《钢结构设计标准》规定螺栓连接的双角钢T字截面应按格构式缀板柱进行计算(四角钢十字截面未明确),需满足公式的使用条件,即缀板线刚度不小于分肢线刚度的6倍,但未明确T字截面缀板线刚度的定义和计算方法。规范未考虑普通螺栓连接的滑移引起截面绕虚轴剪切变形增大的影响;作为缀件的螺栓剪切计算也未给出。穿过截面虚轴的连接螺栓等同于格构式轴心受压柱的缀板;用分肢长细比的修正放大考虑剪切变形,截面绕虚轴的换算长细比也相应放大;根据挠曲变形,给出连接螺栓抗剪承载力的计算公式。参照格构式轴心受压缀板组合构件,对四角钢十字和双角钢T字截面分别给出分肢不先于整体压屈破坏的最小分肢长细比。     

单角钢双向压弯构件的极限承载力分析

双向压弯是角钢塔架主材和单斜材的普遍受力状态,鉴于双向压弯角钢极限承载力理论分析上的复杂性,借助有限元软件ANSYS,并考虑构件初弯曲和残余应力,对双向压弯角钢构件进行了数值分析,讨论了长细比、偏心率、构件截面尺寸、构件的内力分布以及初始缺陷对压弯构件极限承载力的影响。结果表明,偏心越大,构件承载力越低,偏心的不利影响随构件长细比的增加而逐渐减小;两端异号弯曲构件的承载力大于同号弯曲的情况。将有限元分析结果与美国房屋钢结构标准公式进行对比,结果表明美国房屋钢结构标准公式安全实用,建议在设计中采用。     

Q420十字组合截面角钢轴压稳定性能试验研究

该文开展了Q 420十字组合截面角钢轴压试验研究组合角钢的稳定承载力性能.试验角钢规格分别为:L125×8、L140×12和L160×10,长细比为30～60,采用焊接十字填板.试验结果表明,组合角钢试件发生整体弯曲并伴随明显的局部屈曲变形,分肢角钢受力不均匀,分肢角钢应力比范围为1.04～1.31.然后,建立组合角钢的简化数值分析模型,模拟试件的轴压受力特性,并将模拟结果与试验结果进行对比.最后,基于研究结果提出采用修正长细比计算组合角钢稳定承载力,根据修正长细比的计算承载力与试验结果吻合较好,建议在实际工程中推广使用.     

格构式垂直轴风力发电机组结构力学特性分析

通过对比垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机的特点,说明了垂直轴风力发电机的优点。传统的垂直轴风机多采用实腹式主轴,文章以某格构式巨型垂直轴风机为研究对象,采用有限元软件ANSYS和SAP2000建立风机有限元模型,对风机进行了风荷载和自重作用下的静力分析。主轴的稳定性是垂直轴风机设计中非常重要的问题,对主轴进行模态分析和屈曲分析,格构式主轴满足整体稳定性的要求。格构式主轴具有结构迎风面积小、风荷载小、受力合理等诸多优点,今后应大力开发。     

扭转屈曲对十字截面轴心压杆承载力的影响

对于双轴对称十字形截面轴心压杆的设计方法,GB50017-2003《钢结构设计规范》在GBJ 17-88《钢结构设计规范》基础上增加了长细比不得小5.07b/t 的规定,相关文献指出根据该设计方法设计的构件截面偏大。对长细比不得小于5.07b/t 的规定进行了推导,从理论分析和有限元计算2 方面得出构件设计截面偏大的原因在于该设计方法要求材料必须足线弹性假定条件,进而分析得出了不同材料使用该设计方法时截面宽厚比需要满足的条件。最后,提出了考虑扭转屈曲时十字截面构件新的设计方法--等效设计强度设计,对比验证结果表明该方法简便、适用。     

500 kV单排变电构架结构选型研究

以500 kV 6孔出线门型构架为例,采用"STAAD/CHINA"软件,分别对"钢管柱+格构式梁"、"角钢格构式"和"全钢管结构"三种结构型式的构架进行空间计算,并对三者的优缺点、受力和变形特点、节点连接、适用范围进行技术经济分析。结果表明:(1)角钢格构式结构的用钢量最大、综合造价最低,全钢管结构用钢量适中、综合造价最高,钢管柱+格构式梁结构用钢量最少、综合造价适中;(2)格构式构架梁、柱主材截面通常由承载力控制,钢管梁截面通常由位移控制,钢管柱主材截面由承载力和位移双控;(3)钢管柱+格构式梁结构在温度作用下的温度应力最小、抵抗温度作用的能力最强;(4)国内工程宜采用钢管柱+格构式梁结构并采用杯口插入式柱脚,国外工程宜采用角钢格构式结构并采用露出式柱脚。     

输电铁塔冷弯角钢构件轴心受压承载力分析及试验研究

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律和极限承载力,并与现行设计规范承载力计算值进行了对比。分析结果表明,现行规范体系不适合我国输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件的强度设计。通过对试验和理论分析结果进行拟合,确定了输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件稳定系数曲线,提出了输电铁塔冷弯型钢构件承载力计算的修正意见。     

大宽厚比Q420角钢轴压构件稳定性能试验研究

通过对75根大宽厚比Q420高强度等边角钢的轴压试验,研究了该类构件的稳定性能,总结了其失稳变形特征,并将其稳定承载力与我国电力行业标准的设计值进行对比分析。研究表明两端铰接的Q420高强度等边角钢中长柱呈弯扭失稳,短柱呈局部屈曲;轴压柱的稳定设计折减系数的试验值高于规范计算值,并与构件的长细比有直接关系,针对这一关系提出了修正公式。试验结果说明Q420高强度等边角钢的屈曲强度比普通强度角钢提高很多。研究成果为高强度角钢轴压构件的稳定设计提供了前提条件,并为已有设计方法的修正提供了建议和依据,有利于我国Q420高强度角钢在输电铁塔结构中的应用。     

美国标准组合工字形受弯构件侧向屈曲承载力研究

侧向屈曲极限状态作为美国标准AISC 360-16-2016《钢结构设计标准》中规定的钢结构受弯承载力极限状态中的一种,是构件发生失稳破坏的常见模式,其影响因素除构件材料属性和截面尺寸外,更与构件受压翼缘侧向无支撑长度直接相关.对AISC360-16-2016钢结构组合工字形截面受弯构件的侧向屈曲承载力进行研究,按照腹...