钢管塔中管-板连接节点的破坏全过程分析

管-板连接节点在高耸钢管塔中应用较多,但对这类节点的研究却很少。以一个实际工程中的钢管塔为研究对象,对典型的管-板连接节点进行了理论探讨和基于弹塑性有限元的破坏全过程分析,并通过足尺模型试验验证了数值分析结果,得出了一些结论,对该类钢管节点的理论研究和工程设计具有重要的意义。     

铸钢相贯节点在超高跨越钢管塔中的应用分析

结合500 kV凤城—梅里长江大跨越塔工程设计实例,开展跨越塔下横担压杆连接节点选型,分别比选了相贯焊节点、焊接空心球节点和铸钢相贯节点。铸钢节点采用整体浇铸技术,有效解决了多根杆件空间交会的问题,避免了复杂的焊接工艺,根据选型结果采用铸钢相贯节点,铸钢材料为G20Mn5QT。通过非线性有限元分析,对铸钢节点的受力特性和极限承载力进行研究,并计算得到不同工况下节点的设计承载力。结果表明：铸钢节点是安全可靠的,可在超高跨越塔中推广应用。     

输电钢管塔空间KK型管板连接节点极限承载力

空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式,其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点,在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上,对两类空间KK型管板节点展开参数化分析,重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。     

钢管塔新型内外法兰节点试验研究与有限元分析

提出了一种适用于钢管塔的新型内外法兰节点连接形式,阐述了该法兰的特点,指出其内外圈螺栓拉力的确定是该法兰节点设计的关键。为考察这种内外法兰节点的受力性能、破坏模式及内外圈螺栓的拉力,以榕江大跨越塔为背景,进行了2个内外塔脚法兰节点的大尺寸缩尺模型静力试验。同时,对试验模型进行了有限元非线性数值分析。试验与有限元分析结果表明:这种法兰节点受力合理,可用于实际工程;榕江大跨越塔新型内外塔脚法兰节点是安全可靠的。最后,结合试验与有限元参数分析结果,建议实际工程中在进行内外法兰节点设计时,当内外圈螺栓规格相同时,其外内圈拉力比值可统一取1.0;当内外圈螺栓规格不同时,建议外内圈螺栓直径相差不宜超过2个级别,其拉力比值可取为1.1。     

焊接空心球节点在输电线路大跨越钢管塔中的应用

焊接空心球节点连接输电线路大跨越钢管塔构件是一种比较理想的节点处理方式,但常规的球节点承载力计算理论对于超大直径薄壁焊接空心球节点无法适用。结合舟山与大陆联网特大跨越输电高塔工程设计实例,通过非线性有限元分析,对无加劲肋和加劲空心球节点的受力特性、破坏形态和极限承载能力进行研究,并通过对正交试验结果的方差分析指出加劲肋各因素对节点承载力水平的影响,研究结果对工程设计有较好的指导意义。     

三角形螺栓球节点钢管塔倒坍事故调查研究

三角形螺栓球节点钢管塔是一种形式简洁、便于施工的钢塔。但由于其抗扭性较差，如果连接构造处理不好，很可能会造成事故，辽宁某通信公司一座５０ｍ高移动通信塔的倒坍就是一个实例。本文通过对倒塔时具体情况的调查研究及针对该塔体结构的具体计算，分析了造成事故的原因，最后提出了补救处理措施。     

钢管塔正负偏心K形相贯节点的极限承载力研究

现有《钢结构设计规范》公式没有明确反映偏心距对节点承载力的影响。为了考察偏心距对钢管K形相贯节点的承载力的影响规律,建立偏心钢管相贯节点有限元模型,研究偏心相贯节点的受力机理;同时分析主管轴压力、加劲肋对节点承载力的影响规律。分析结果表明:偏心节点和无偏心节点破坏模式基本相同;偏心距影响节点承载力,负偏心增大有利于提高节点的极限承载力,正偏心降低节点极限承载力;而且相对正偏心而言负偏心对极限承载力影响更大。相贯节点的承载力模拟值比规范计算值大10%～30%,即规范公式计算结果偏于保守。     

输电线路钢管塔小角度K形节点承载力研究

现有的K形节点试验数据及我国《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)的计算公式均是在主管与支管的夹角大于等于30°的情况下给出的。对于输电线路钢管塔而言,受电气间隙或线路走廊的影响,主管与支管的夹角有时会小于30°。通过试验及有限元分析得出,K形节点极限承载力应取支管轴力极值和主管壁塑性变形达到主管直径的2%两种状态中先期到达者所对应的支管轴力。现行设计计算方法对夹角小于18°的K形节点以及偏心连接的K形节点是不安全的,建议输电线路钢管塔设计时应尽量满足主管与支管之间夹角不小于20°。     

钢管塔结构单插板节点承载力试验和强度计算

应用相似比理论设计了2个主管规格φ219×6,φ273×7的主管一节点板的单插板节点,并进行了节点的拉一压承载力试验,考察主管一节点板节点的承载力特性、失效及破坏模式,试验表明主管一节点板节点能够满足承载力要求,但其受压承载力小于受拉承载力,拉压荷载作用下节点发生主管局部内凹外凸的屈曲破坏,最后,探讨了主管一节点板节点的承载力计算理论,以供实际工程参考。     

特高压输电钢管塔主材次应力分析

为了研究特高压输电钢管塔的主材次应力问题,对 1 000 kV特高压输电钢管塔SZ2U进行真型试验,实测主材次应力;通过有限元分析, 得出主材次应力的分布规律及影响因素;分别建立考虑有无节点板刚度的有限元梁杆单元模型,并与实测结果进行比较;对塔脚节点建立精细化有限元模型,考察次弯矩作用下节点的受力性能和破坏模式。研究结果表明：对SZ2U塔次应力影响最大的位置在塔脚主材处,实测最大次应力比（弯曲应力占轴力应力的百分比）达到45%;采用考虑节点板刚度的计算模型与实测结果吻合较好;次应力的影响不仅与主材长细比有关,还与主材和斜材的角度有关;塔脚节点在次弯矩作用下的破坏模式为主管受压一侧环形加强板上部管壁屈曲破坏。     

试议高层钢管混凝土柱的推广前景

通过钢管混凝土柱与其它位结构形式的比较，说明钢管混凝土柱的优越性，同时论述它在高层建筑中的广泛适应性和发展前景．     

钢管混凝土拱桥管节点有限元分析

钢管混凝土桁架拱桥中多采用主支管直接相贯焊接的节点构造型式。管节点连接处几何形状突变,应力集中明显,使节点成为整个结构的薄弱环节。基于此,采用ANSYS,选取四管桁架拱桥中的三种典型节点构造,利用圣维楠原理分别考虑弦杆与腹杆夹角、主支管管径比、主支管管壁厚比三个参数的影响,对节点进行局部受力分析,考察其对节点构件应力的影响。     

我国输电线路钢管塔制造技术现状综述

随着输电线路输送容量及电压等级不断提高,杆塔荷载和塔重不断增大,设计采用高强钢、大规格角钢,钢管塔具有相对技术、经济优势.介绍我国输电线路钢管塔技术标准、技术装备、加工技术、焊接技术、监造技术现状等方面的情况,并着重从钢管塔技术标准方面与日本标准进行了对比分析,结果表明:我国钢管塔制造技术水平达到世界先进水平.     

钢管塔有限元模型快速建模及覆冰动力特性分析

采用通用有限元分析软件SAP 2000,选取1个500kV双回路直线型钢管输电塔架,通过建立空间桁架模型、空间刚架模型和由杆单元及梁单元组成的混合有限元模型,较全面分析讨论节点构造和节点刚度等因素对塔架动力特性的影响,系统研究不同有限元模型对模态分析结果的影响,指出各种有限元模型在塔架动力特性分析中的特点和适用范围。在模型分析的基础上,对不同覆冰厚度下的钢管塔动力特性进行分析,为进一步研究钢管输电塔在覆冰条件下的地震及脉动风动力分析提供基础。研究表明：塔架整体覆冰对钢管塔架的动力特性影响明显,钢管塔截止频率随覆冰厚度的增加而减小;塔架自振频率的减小幅度随覆冰厚度的增加而逐渐增大,因此在进行覆冰条件下的钢管塔动力分析有限元计算时,应特别重视覆冰对钢管塔架的动力特性影响。     

跨层巨型斜支撑体系的节点分析与设计

对成都成达大厦跨层巨型斜支撑体系节点的受力特性进行研究。利用整体分析的结果,对典型节点进行壳体有限元建模,对节点区域的应力分布进行有限元分析。通过分析提出节点设计的若干措施。有限元分析表明,所采取的措施可行、有效。     

某大型钢框架煤塔复杂节点设计和分析

利用有限元软件ANSYS,对某大型煤仓支承钢框架结构的复杂节点域进行计算分析,结果表明：对复杂钢结构体系,因节点域构造复杂,其应力分布需采用有限元法补充计算,并应根据有限元分析结果进行承载力验算;节点域某些地方会进入塑性,如塑性区较小可按计算部位的＂平均应力＂进行承载力验算,如塑性区过大应增大截面或增设加劲肋使其满足承载力的要求;所设计的节点域变形很小,腹板没有发生局部鼓曲,符合总体结构刚性节点的假定。     

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验及有限元分析

对于方钢管混凝土柱隔板贯通节点,通过静力拉伸试验和非线性有限元模拟,考察隔板贯通节点的承力机制和破坏形式。结合荷载-位移曲线、试件承载力等数据结果对比,验证有限元模拟与静力拉伸试验结果的一致性。对于静力拉伸荷载作用下的隔板贯通节点,其破坏形式表现为钢梁破坏、焊缝破坏或节点域破坏;钢梁传来的拉伸荷载在节点域内主要依靠方钢管柱壁和隔板传递;方钢管柱壁的塑性区主要集中在柱壁与贯通隔板相交线处附近;贯通隔板的塑性区,主要集中在隔板浇筑孔中心与透气孔中心的连线、透气孔中心与方钢管柱壁角部的连线附近。     

某观光塔铸钢节点试验研究与数值分析

杭州湾观光塔结构是杭州湾跨海大桥工程的重要组成部分。塔体采用钢结构,在标高89.253 m处,外部斜柱与内筒柱汇交的铸钢节点受力情况非常复杂。采用1∶4缩尺模型进行试验,并对节点进行有限元分析。试验研究和有限元分析表明:钢管203×16 mm在压弯状态下,下部内侧表面向外突起,进入屈服;两者结果在线弹性阶段基本吻合,在塑性阶段发展趋势一致,表明有限元分析的结果能真实反映铸钢节点实际受力性能。     

输电线路大跨越钢管塔法兰盘连接试验及研究

钢管法兰连接节点的设计研究是大跨越高塔设计的重要组成部分。对于某些重大的跨越高塔,由于荷载的大幅增加,法兰节点按常规计算方法得到的承载能力不够精确,使得设计人员难以准确把握实际结构的受力状态,设计的风险较大,而法兰节点的准确合理设计是保证结构安全的重要环节。以舟山与大陆联网工程中的370m大跨越塔为背景,对内侧螺栓连接法兰和外侧螺栓连接法兰进行节点极限承载力拉伸试验,并建立精确的有限元分析模型,研究法兰节点的力学行为、应力分布以及弹塑性的破坏过程,证明内法兰与外法兰都具有很高的安全裕度,可以作为大跨越钢管塔的法兰节点设计的一种参考。