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。     

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。     

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.     

不同输电线路标准的轴心受力构件计算对比

详细阐述了国内外3种架空送电线路杆塔结构设计标准的角钢构件轴心受拉应力和受压应力的计算原理,探讨了3种标准关于长细比修正系数的取值以及构件端部约束条件的合理性。采用3种标准对同一典型构件进行承栽力计算,计算结果表明,采用不同标准计算出的构件承载力有所不相同。指出在实际工程应用中,须结合构件的实际应用范围和材料加工情况来判断输电杆塔的安全性能,合理选择其承栽力计算方法。     

铁塔典型构造杆件承载力试验研究

依据模型塔和真型塔试验的结果 ,分析了国内外相关文献计算输电铁塔典型构造中角钢压杆承载力的差异 ,并针对平行轴支撑斜材破坏内力低于计算承载力的问题 ,推荐了关于角钢平行轴的长细比修正公式。使用我国新实施的DL/T5 15 4- 2 0 0 2《架空送电线路铁塔结构设计规定》计算大长细比杆件时 ,可适当提高杆件承载力。     

中欧规范关于角钢输电塔轴心压杆稳定计算的对比研究

通过分析对比中国、英国和欧洲输电线路相关规范关于单角钢输电塔构件轴心压杆稳定计算的规定,比较3本规范之间的不同.重点对比计算长细比、稳定系数和强度折减系数规定的不同及其对构件整体稳定计算的影响,并通过对90 kV转角塔和直线塔的工程实际计算,得出结论：按英国规范设计的塔质量与按中国规范设计的塔质量基本相同,而塔腿主材规格变大;而按欧洲规范设计的塔质量将比按中国规范设计的塔质量减轻6％～10％,而塔腿主材规格不变.     

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。     

高强双角钢十字截面构件承载力折减系数

双角钢十字截面构件承载力设计值与真型塔试验不符,目前对此问题的研究多集中于对现象的描述,不够深入。同时,现广泛使用的计算模型可推导出自相矛盾的结论,这给构件设计带来很大困惑。为研究承载力差异的产生原因,对常用规格双节间双角钢构件进行构件试验。通过对试验结果的分析,建立考虑弯曲、翘曲、扭转等因素的理论计算模型,并用能量原理和里茨法得到构件在两种典型屈曲模式下的柱子曲线。结果表明,考虑整体和局部稳定的计算模型能较好地与试验结果吻合;两种屈曲模式下双角钢构件承载力的差异可达10%以上。以此为基础分析现有设计方法的不足,给出考虑不同角钢宽厚比的建议承载力计算公式。建议公式为试验值的下限,可为此类构件计算提供参考。     

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。     

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。     

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。     

同塔6回钢管塔的设计与试验

通过钢管构件模型试验,对不同管头型式的构件进行了分析,确定了小长细比钢管构件的承载力计算方法;通过结构优化,完善了钢管塔的设计,并对相同塔型的钢管塔和角钢塔进行了经济性比较;设计的同塔6回钢管塔成功通过了真型试验,表明该钢管塔结构的主要构造是合理的。     

等边单角钢构件受弯横向屈曲问题的探讨

针对等边单角钢的受弯横向屈曲承载力与临界杆长的相关性展开参数化分析,引入横向屈曲影响系数η,得出等边角钢受弯承载力的设计计算建议,重点考察了角钢规格、角钢材质、荷载大小等因素的影响。计算分析表明:角钢规格越大、集中荷载越小、钢材屈服强度越高时,等边角钢受弯横向屈曲对临界杆长的影响越为显著。最后,对输电线路设计中考虑人重荷载杆件的受弯验算,给出了相关的设计建议,供实际工程参考。     

大规格高强度角钢构件轴压承载力计算方法研究

大规格高强度角钢构件是指肢宽不小于220 mm、肢厚不小于20 mm,材质为Q420及以上的角钢构件,其在输电线路工程中已开始应用,但对于大角钢构件轴压承载力计算方法尚缺乏深入研究。针对输电线路工程常用的大角钢构件展开试验研究。根据试验结果,提出大角钢构件轴压承载力计算方法,并与国外主要规范计算结果进行比较,结果表明:该计算方法具有较好的可靠性。针对某输电塔,分别按照b类截面、推荐计算方法进行设计,采用推荐计算方法设计时,输电塔重可降低1.8%,具有较好的经济效益。     

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     

输电塔体型系数与角度风荷载系数对比研究

体型系数和角度风荷载系数是风荷载计算的重要参数.将中国规范与美国规范、欧洲规范、日本规范、澳洲规范、IEC规范以及相关风洞试验结果进行对比,分析体型系数和角度风荷载系数的差异.按中国规范,对一直线塔增加75°大风工况进行内力分析.结果表明:中国规范低估了角钢塔体型系数;中国规范钢管塔的体型系数与风洞试验结果比较接近;日...     

钢混组合结构大跨越输电塔主柱和节点的试验研究

为了给工程设计提供参考依据,对钢混组合结构大跨越输电塔中的格构式角钢-钢管混凝土主管和钢管混凝土-钢管相贯节点等关键技术进行了试验研究,获得了格构式角钢-钢管混凝土主管的整体稳定性能、破坏模式和承载力以及钢管混凝土-钢管相贯节点的管壁变形、应力集中系数和承载力数据,并提出了承载力计算方法,可用于类似结构的设计中。     

输电塔T形组合角钢加固试验及理论分析

为提高输电塔的抗风承载能力,本文提出了一种应用于斜材的T形组合角钢加固方法并研究了加固构件的承载能力。首先对加固方法进行参数优化分析,研究了加固板宽度、长度、厚度及数量等主要参数对加固构件刚度及承载力的影响,并通过单角钢构件和加固构件承载力试验验证了加固方法的有效性;最后建立了加固构件压弯承载力计算模型,计算了加固构件理论承载力并与数值模型承载力进行对比。研究结果表明加固构件刚度及承载力主要与加固板长度和加固板数量共同定义的无量纲系数有关,相较于单角钢构件,加固构件的试验承载力提高了近2.5倍,根据加固构件压弯承载力计算模型得到的理论承载力与数值模型承载力吻合较好。     

±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。