螺栓连接组合角钢的整体稳定及分肢计算

螺栓连接的组合角钢是输电线路工程常用的结构形式,需要计算的内容有：组合断面绕虚轴的整体稳定、连接螺栓的剪力、分肢角钢的受压和受弯、双拼十字断面缀板的强度。然而现行规范 GB 50017-2003《钢结构设计规范》未给出计算公式,其中给出的填板间距更适合焊接或铆接的组合断面。欧洲钢结构规范对于连接螺栓的剪力也未给出计算公式。由于普通螺栓连接的滑动引起承载力降低,对绕虚轴剪切变形较小的组合角钢,可以不考虑填板厚度引起的虚轴回转半径增大;而对绕虚轴剪切变形较大的双拼十字组合角钢,按格构式轴心受压缀板组合构件的原理,对换算长细比加以修正放大,计算整体稳定;根据挠曲变形,给出连接螺栓的剪力和分肢角钢承载力的计算公式。     

输电铁塔十字组合角钢构件换算长细比推导

以输电铁塔十字组合角钢构件为研究对象,在轴心受压构件弹性弯曲屈曲理论基础上,提出了考虑剪力影响的压杆临界力的换算长细比。采用填板通过螺栓连接的十字组合角钢分别简化为刚接和铰接模型,根据分肢的变形,推导出2种计算模型绕虚轴的换算长细比。根据输电铁塔中十字组合角钢的实际布置和构造形式,推导了十字组合绕虚轴换算长细比计算公式。采用有限元方法,对十字组合角钢分肢间隙对屈曲承载力的影响进行了分析,提出了十字组合角钢绕虚轴换算长细比计算公式。     

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。     

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.     

Q420双角钢十字组合截面压杆承载力试验

通过Q420双角钢十字组合截面压杆试验,研究长细比为40,50,60的Q420双角钢十字组合截面压杆构件稳定承载力以及一字型填板、十字分离式填板和十字焊接式填板3种不同填板形式对承载力的影响。结果表明：现行规范对小长细比下受截面悬伸板件宽厚比影响的双角钢十字组合截面压杆的承载力计算显得保守,影响了材料性能的发挥;在构件长度较大时,为保证双角钢形成组合截面,设置填板是必要的,并且在3种填板形式中十字焊接式填板构件的承载力最大。 Q420钢;角钢;十字组合截面;承载力;填板     

±800kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明:主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。     

±800 kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800 kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明：主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。     

大规格角钢轴压杆件螺栓节点强度研究

针对大规格角钢轴心受压杆件强度计算问题,利用ANSYS有限元分析软件进行建模分析,得到了轴心受压角钢杆件螺栓节点应力分布、变形特征以及极限承载力,将计算结果与规范DL/T 5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》公式计算结果进行对比分析,结果表明:规范给出的计算公式偏于保守;根据有限元计算结果,对规范公式...     

等边双角钢组合T形截面的轴压弯扭实用计算

为了满足在特高压输电线路中承受更大荷载的需求,并进一步减少加工焊接工作量、保证工期、节约投资,可以选择采用螺栓连接的组合角钢结构型式的输电铁塔.相比钢管构件,组合角钢加工周期短、运输和安装方便、投资费用低.本文给出T形截面组合角钢结构计算的实用公式及表格.两个等边角钢组合而成的T形截面,绕对称轴屈曲时,是中心受力、无偏...     

Q420大规格角钢在±800 kV 特高压杆塔中的应用

大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁 塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力。分析认为单肢大 规格角钢替代双拼组合角钢是可行的;以±800 kV特高压直流 锦屏-苏南输电线路中JC1 转角塔为分析对象,在相同的荷载 条件下,主材分别采用Q420 大规格角钢、双拼组合角钢进行 设计、加工与真型试验,对主材采用Q420 双拼组合角钢与 Q420 大规格角钢塔进行了经济性分析。结果表明：主材采用 Q420 大规格角钢的JC1 塔比主材采用Q420 双拼组合角钢JC1 塔承载力要高,塔重减轻约5%,每基铁塔综合造价节省约 7.4%。     

Q420大规格角钢在±800 kV特高压杆塔中的应用

大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力.分析认为单肢大规格角钢替代双拼组合角钢足可行的;以±800 kV特高压直流锦屏-苏南输电线路中JC1转角塔为分析对象,在相同的荷载条件下,主材分别采用Q420大规格角钢、双拼组合角钢进行设计、加工与真型试验,对主材采用Q420双拼组合角钢与Q420大规格角钢塔进行了经济性分析.结果表明:主材采用Q420大规格角钢的JC1塔比主材采用Q420双拼组合角钢JC1塔承载力要高,塔重减轻约5%,每基铁塔综合造价节省约7.4%.     

输电塔新型与传统四组合角钢轴压构件有限元对比分析

随着我国输电线路电压等级的提高和杆塔荷载的加大,单角钢已不能满足荷载要求,在大载荷下一般宜采用四角钢组合十字形杆件,其规格统一,焊接量小,运输和施工都较为方便。但组合角钢填板数量多是铁塔较重、焊接量大、加工和施工不便的主要原因。为更好利用组合角钢承载能力强,山区运输便利的优势,同时克服组合角钢填板多带来的弊端,首次提出取消填板的新型四角钢组合十字形截面构件。规范给定有填板四组合角钢的设计方法,但对于首次提出的无填板新型四组合角钢没有明确的规定和设计指导。本篇文章通过数值模拟方法分别对有填板和无填板四角钢组合十字形截面受压构件进行参数化分析,对比其性能和受力特点,对新型四组合角钢轴压构件稳定性进行评价。     

钢管角钢组合塔节点的极限承载力研究

采用ANSYS接触方法建立K型钢管角钢组合节点的有限元模型,验证了有限元模型的合理性;重点研究了角钢螺栓连接的偏心作用和各个节点参数对节点极限承载力的影响规律;并与现行规范节点轴心情况作了对比;通过分析得出角钢连接的作用会显著降低节点的极限承载能力;节点板厚度的增加会使节点的极限承载力成直线上升;钢管径厚比对节点的承载...     

考虑多种应力的组合截面填板承载力研究

为了分析双角钢十字截面构件中填板受力性能和承载力计算方法,用3种规格不同长细比的双角钢组合截面构件足尺试验、有限元分析、板的弹塑性理论考察了填板的应力状态与双角钢构件的受力性能的关系。利用参数化有限元模型分析了构件截面规格、填板厚度等主要因素对填板受力的影响,根据其应力状态特点提出计算填板内力的合理有效的方法,并与试验和有限元结果进行对比。结果表明,建议的填板计算方法有较好的适用性,可供工程实践参考。     

中欧标准计算输电塔角钢压稳 承载力对比研究

结合中国标准和欧洲标准对输电线路铁塔角钢构件受压稳定计算方法进行对比分析,以Q235L80×6角钢为例说明稳定承载力计算结果的不同。研究表明,按照欧洲标准计算的杆件承载力普遍高于中国标准,此研究结果可为相关研究提供一定参考。     

输电铁塔双角钢填板计算方法

在目前的输电铁塔设计中,双角铜应用普遍,而填板的计算设计却缺乏相应的规范。为此,从受压杆件失稳的角度,推导出填板的计算公式,并对用此方法计算得出的结果进行分析,以指导填板的设计。     

贴片误差和扭矩对输电铁塔角钢应变数据的影响

在输电铁塔真型实验中,需要对连接角钢的应变进行测量,而实验过程中的贴片误差以及扭矩的存在势必会造成应变数据失真.针对该问题,分析了贴片误差和角钢扭矩对应变测量数据的影响,给出了用应变数据计算角钢轴力的计算公式;对双肢连接角钢进行了有限元仿真分析,研究仅受轴向力作用时贴片误差对角钢轴力测量的影响;在轴向力载荷的基础上施加...     

国内外输电线路规范中角钢局部稳定设计的比较研究

为了借鉴国外的先进经验,也为了国内工程设计人员正确的使用国外设计规范,选取十本国内外输电线路相关规范,对各规范中角钢肢的宽厚比限值以及屈曲后强度的计算公式的理论背景和来源,进行了系统的分析。选取工程常用的Q235、Q345和Q420钢,对各规范角钢肢的屈曲后强度进行了定量对比,并提出初步建议。所得结论可供工程设计人员参考。     

冷弯不等边角钢轴心受压杆稳定系数研究

冷弯不等边角钢在输电铁塔等一些特殊构件中有较好的应用前景。然而, 现行《钢结构设计规范》(GB50017-2002) 、《冷弯薄壁型钢技术规范》(GB50018-2002) 及《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002) 没有明确给出冷弯不等边角钢的设计计算方法, 影响了冷弯不等边角钢的推广应用。文章结合型钢稳定理论和有限元数值模拟分析, 研究了冷弯不等边角钢在轴心受压条件下的稳定性和弯扭屈曲承载力, 给出了冷弯不等边角钢轴心受压杆的稳定系数公式, 可供设计参考。     

输电铁塔构件的夹具式与打孔连接式加固方法的试验研究

由于输电设备的更新升级对输电杆塔提出了特定的结构承载力要求,我国现存的输电杆塔结构亟待合理的改造和加固。输电杆塔主材一般采用不加固原截面形式、夹具连接形式、十字板打孔连接形式、一字板打孔连接形式这4种连接形式。本文采用21组试验工况进行了主材角钢的轴心受压静力加载试验,得出了加固后主材角钢的荷载-位移曲线、极限承载力以及荷载-应变曲线;并通过与未加固构件承载力的对比,研究了连接形式、加固位置、加固点数量对加固效果的影响。