基于输电塔架结构Q460等边角钢力学性能数值分析

在输电塔结构极限承载力试验研究的基础上,采用ANSYS有限元软件,分析了不同长细比、不同端部约束条件下Q460等边角钢的应力分布、失稳模式、极限承载力等指标。研究表明:破坏模式方面,有限元分析失稳模式与试验现象基本一致;承载力方面,对长细比为30、45的试件,数值分析结果与试验值相差4%左右,对长细比为60的试件,二者相差10%左右,吻合较好。研究结果可为Q460高强角钢的规范制订和工程应用提供合理依据。     

输电铁塔用钢管及角钢构件经济性分析

以输电铁塔的角钢和钢管构件为研究对象,采用等强度理论即稳定承载力与强度承载力相等,对大规格角钢、普通双拼角钢、大规格双拼角钢、普通四拼角钢的临界长细比进行分析,提出角钢长细比取值建议及钢管构件经济性指标计算方法,在此基础上对不同钢材强度的钢管经济长细比进行分析,提出钢管长细比取值建议。分析结果表明:双排螺栓布置下4种截面临界长细比依次为33、40、33、43;钢管长细比小于40时,Q460性价比最优,长细比为40~120时,Q345性价比最优,长细比大于120时,Q235性价比最优。     

变电构架钢管避雷针微风振动研究

基于对不同变电构架避雷针结构的有限元建模与模态分析,对比其前十阶振动频率、振型等动力特性.利用Ruscheweyh模型结合欧洲规范对典型带支座避雷针和联合构架避雷针进行微风振动计算分析,得到每阶起振临界风速与横风向最大位移,进一步分析构架避雷针横风向涡激共振的特点.该结果对避免构架避雷针在工作频率范围内发生涡激共振及估...     

单边连接高强角钢受压力学性能的试验研究

通过对48根Q460高强角钢单边连接压杆承载力试验,对其受力性能和变形进行研究。由试验可知:试件绕平行于连接板的轴线发生弯曲变形,同时伴有绕角钢纵轴的扭转变形,小长细比试件大多为局部屈曲,大长细比试件为整体屈曲。将试验极限荷载值与美国ASCE 10—1997《输电铁塔设计导则》理论值进行对比,结果表明,试验值略大于美国规范值,因此,可以用美国ASCE 10—1997对单边连接Q460高强等边角钢压杆进行设计,且设计偏于安全。     

Q460高强角钢极限承载力的试验研究

将高强角钢放置在实际铁塔结构中,选取平面三角形桁架1∶1模型,采用不同端部连接形式,两种长细比,对Q460高强角钢进行极限承载力试验研究。根据试验结果分析Q460等边角钢的破坏形态、极限承载力、与连接腹杆的工作机理等指标。研究表明:子结构试验能真实反映构件在结构中的受力性能和实际端部约束条件;长细比为30、45的试件,其破坏模式介于整体弯曲和局部屈曲之间,局部稳定问题突出;长细比为60的试件,以整体弯扭变形为主。研究为Q460高强角钢的规范制订和工程应用提供了合理依据。     

Q460高强角钢极限承载力的试验研究

将高强角钢放置在实际铁塔结构中,选取平面三角形桁架1∶1模型,采用不同端部连接形式,两种长细比,对Q460高强角钢进行极限承载力试验研究。根据试验结果分析Q460等边角钢的破坏形态、极限承载力、与连接腹杆的工作机理等指标。研究表明:子结构试验能真实反映构件在结构中的受力性能和实际端部约束条件;长细比为30、45的试件,其破坏模式介于整体弯曲和局部屈曲之间,局部稳定问题突出;长细比为60的试件,以整体弯扭变形为主。研究为Q460高强角钢的规范制订和工程应用提供了合理依据。     

Q460高强角钢轴心受压构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强角钢轴压构件的受力性能,采用静力试验对试件破坏状态和稳定承载力进行分析,两端设置球铰、单刀口铰和双刀口铰支座,分析了不同铰接方式对构件受力性能的影响。结果表明,采用不同支座均能很好地反映杆件的受力性能;短构件的极限承载力由钢材强度控制,长细比变化对其影响很小,长细比等于30和45的试件以局部破坏为主,长细比等于60和80的杆件以整体弯曲失稳为主。比较试验和各规范理论计算结果发现,试验值显著高于中国DL/T5154—2002杆塔技术规定计算值,与美国ASCE 10—97导则计算值吻合较好。     

矩形钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究与理论分析

进行了 10根矩形截面钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究 ,目的是分析长细比、含钢率和截面长宽比对中长柱轴压构件的影响。同时 ,采用数值分析的方法 ,编制了适用于矩形钢管高强混凝土轴压构件的非线性计算程序 ,理论分析结果和试验结果进行了对比 ,两者吻合较好。在此基础上 ,利用所编制的非线性分析程序 ,分析了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和截面长宽比等因素对轴压构件长细比 -稳定系数相关曲线的影响。研究结果表明 :构件的稳定承载力主要和长细比有关 ,随着长细比的增大迅速降低 ;截面长宽比在 1 0～ 1 6的范围内变化时 ,对稳定系数和相对跨中挠度的影响很小。     

在役钢筋混凝土变电构架耐久性的研究和分析

对处于不同环境下的变电站在役钢筋混凝土构架进行了氯离子含量检测,分析了侵蚀深度与氯离子含量的关系及环境因素对氯离子侵蚀的影响,根据检测结果对在役钢筋混凝土变电构架进行了耐久性寿命评估,评估结果与现场调查结果较为一致。     

变电构架中刚性法兰的有限元分析

研究了变电构架中钢管刚性法兰盘连接的抗拉受力性能,应用大型有限元软件ANSYS进行了非线性数值分析,揭示了刚性法兰盘在拉弯力作用下的受力特点,将有限元计算结果与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)计算结果进行对比分析,为修编《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》刚性法兰节点连接章节提供参考依据。     

小根开变电构架的动力特性与抗震性能分析

变电构架结构形式复杂,规模庞大,用有限元方法得到结构的有限元模型,并进行了结构模态分析,通过分析得到了该结构的振动特性,进而采用振型分解反应谱法进行了结构抗震计算,研究了结构的抗震性能,为小根开变电构架的抗震设计提供参考。     

方钢管高强混凝土偏压构件的试验研究与理论分析

本文进行了8根方形截面钢管高强混凝土单向压弯构件的试验研究,研究构件在不同长细比、偏心率和含钢率下的力学性能,长细比取25.4、50.8和71.6三种,偏心率在0.140～0.288之间变化,含钢率取8.2%和14.3%两种。研究结果表明:构件的承载力随着长细比和偏心率的增加迅速降低,含钢率为8.2%的构件在达到极限承载力之前钢管出现了局部屈曲。在进行试验研究的同时,还编制了非线性分析程序BC,用来分析方钢管高强混凝土压弯构件的力学性能,理论分析结果和试验结果进行了对比,两者吻合较好,在此基础上分析了长细比、含钢率、混凝土强度和钢材屈服强度等因素对偏压构件N/Nu(η)-M/Mu(ζ)相关曲线的影响。     

双回路直线型钢管角钢输电塔静动力分析

采用有限元分析软件ANSYS对500 kV双回路直线型圆管角钢输电塔进行了静动力分析,研究方法及主要结论如下：运用静风极限承载力的分析方法,计算出铁塔在各个方向的极限承载力较为接近,通过塔体动力特性的分析,变刚度处设计应予以重视。     

输电塔组合角钢构件稳定性分析

输电塔的主材通常采用单角钢、双肢和四肢组合角钢构件。通过对GB 50017-2003《钢结构设计规范》和DL/T 5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》的比较,指出当采用局部稳定强度折减系数mN后,即可不必考虑扭转屈曲对组合角钢构件稳定性的影响。真型塔试验结果表明,通过普通螺栓连接的组合角钢分肢存在受力的不均性,并将产生较大的截面偏心弯矩,从而导致构件提前弯曲失稳破坏。建议采用组合长细比来反映分肢受力不均的影响,并给出换算长细比的计算公式。     

750kV超长钢管混凝土人字柱变电构架温度效应分析

为了研究温度效应对750 kV钢管混凝土人字柱构架变电站结构内力和变形的影响,以及在此类结构中不设置温度伸缩缝的可行性,以国内首例750 kV钢管混凝土构架——甘肃桥湾750 kV变电站为工程背景,利用SAP2000有限元软件对工程拟采用的两种钢管混凝土构架方案(中间支承结构和两端支承结构)的温度效应进行分析。结果表明:在不设置温度缝条件下,温度工况为两端支承结构构架的控制工况,而非中间支承结构构架控制工况,且两种构架方案在不设置温度缝的情况下均满足设计要求;通过对比夏季安装和冬季安装两种工况,认为构架在冬季安装比较合理。     

Q690和Q275角钢螺栓连接块剪破坏承载性能研究

为分析Q690和Q275双排螺栓连接角钢的块剪破坏承载性能,采用ABAQUS软件建立非线性有限元计算模型,结合已有角钢螺栓连接受拉块剪破坏的试验数据,验证了模型的准确性。在此基础上,建立参数化模型分析了钢材强度等级、螺栓端距、螺栓数量和连接形式对角钢承载性能的影响,并基于分析结果对中、美钢结构设计规范和文献提出的块剪破坏计算公式进行了评估。结果表明：Q690高强度双排螺栓连接角钢的延性低于Q275强度角钢的延性,但仍然呈现出明显的延性破坏特性。螺栓端距和数量的增加可以提高角钢块剪破坏时的极限承载力,但提高的程度有限。角钢发生块剪破坏时,不同连接形式的偏心率对承载力没有明显的影响。中国和美国钢结构规范设计公式对角钢块剪破坏时的承载力预测值均偏于保守,中国规范更偏于安全。     

变电构架空间管节点受力性能分析

为考虑钢管节点的空间效应和影响,采用ABAQUS软件建立三维空间模型,分析K型、KT型空间管节点的承载力、连接板应力分布及变形等指标,考察减小连接板厚度后节点的受力性能。结果表明:在设计荷载作用下节点没有明显变化,基本处于弹性状态;减小连接板厚度后,个别试件局部进入塑性,但分布面积较小,区域不连通,试件整体受力稳定。表明采用优化后的连接板厚度亦可满足工程设计要求,安全经济。     

Q460高强角钢单边连接压杆有限元分析

随着我国电力工业的发展,使用高强度钢材已成为一种现实需求,为研究Q460高强角钢力学性能,进行了48根Q460高强角钢单边连接压杆试验,并建立有限元分析模型,有限元分析考虑了几何大变形、材料非线性和接触非线性。有限元采用的构件几何尺寸、材料特性等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。研究表明,Q460高强角钢单边连接压杆的极限承载力不只跟构件的长细比、截面规格有关系,还受连接板厚度、宽厚比的影响。     

超长变电构架结构分析与设计

针对超长变电构架结构的特点,本文以某500kV变电站中的220kV出线门型构架工程为例,重点论述了其结构动力特性、荷载及工况组合、结构内力分析及构件检验、节点设计、基础设计等5方面的内容,提出设计此类变电构架结构时所需注意的事项,为类似工程设计提供参考与借鉴.     

钢管混凝土柱临界长细比的比较分析

根据目前有代表性的三种钢管混凝土结构设计规范，计算分析了三种规范中关于短柱破坏与长柱破坏之间临界．长细比的大小，并做了进一步的比较分析，给出了一些对工程有意义的结论。