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。     

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GB50017—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。     

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。     

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.     

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...     

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。     

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...     

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。     

两端偏心等边单角钢平行轴的压弯稳定

对于两端偏心的等边单角钢轴心受压杆件,国家标准不论平行轴和最小轴,给了一个小于1的承载力折减系数η,电力行业规范在长细比λ120范围,通过一个大于1的修正系数K来放大杆件的长细比,以达到对承载力的折减,在120≤λ≤200范围,压杆的承载力不折减。这些公式没有正确表达等边单角钢的平行轴两端偏心受压的实际情况。现行国家标准的压弯稳定公式考虑了塑性发展系数,仅适用于小长细比的杆件;对大长细比的杆件,本文采用未经修正的压弯稳定原始公式,在长细比30～200范围内,对照电力行业规范的两端偏心受压计算公式,给出等边单角钢平行轴的两端偏心受压承载力小于1的折减系数ζ。     

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。     

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...     

两个等边角钢的组合截面杆件在铁塔上的正确应用

本文分析了两个等边角钢的组合截面杆件(本文下称组合截面)在铁塔试验中达不到设计荷载而发生破坏的情况,指出了由于组合截面杆件存在较大的连接偏心,故应按偏心受压杆件计算,同时建议现行的角钢准线值仅用于主材而对斜材的准线宜采用较小的准线值,以能放置螺栓为准。本文对组合截面杆件提出了计算方法及设计上应注意的地方,可供铁塔设计和制定有技关术规定时的参考。     

TTA中格构式组合角钢的计算

超高大跨越输电铁塔设计中,组合构件一般使用斜缀条连接的四肢组合构件。因此,主要讲述该构件的设计计算方法,对使用自立式铁塔内力分析(TTA)程序准确计算组合角钢长细比和缀条的方法作了较深入的探讨,并在此基础上,对存在的问题提出了解决办法。     

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。     

某±500 kV直流双肢组合角钢铁塔的试验及设计研究

随着电网的建设发展,双组合角钢构件在铁塔设计中已广泛使用。本文基于某输电塔二次真型试验,分析试验数据,对双组合角钢的双肢受力不均匀性、次弯矩影响、填板数量及长细比限值等方面作了深入的分析研究,得出了双组合角钢铁塔设计中的一些建议。     

单根角钢两端偏心连接的杆件承载能力评估

输电线路铁塔一般为空间桁架结构, 从大量的试验过程中发现铁塔采用K 型斜材布置型式的试验测试结果与理论计算差异较大。文章运用4 种设计规范的设计方法进行计算, 结合试验结果比较, 对单角钢两端偏心连接的杆件承载力进行评估, 建议按照《架空送电线路铁塔结构设计规定》(DL/T5154—2002) 计算时留有约15%的裕度, 并按照《钢结构设计规范》(GB50017—2003)轴心受压杆件公式进行校核。     

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。