钢管杆方形法兰受弯性能试验研究与有限元分析

为研究双杆输电钢管杆中方形刚性法兰的受力性能,对2组6个方形刚性法兰试件进行了静力加载试验,并对方形法兰节点进行了非线性有限元分析。对法兰板、肋板及螺栓的受力分析结果表明,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。参考现行规范中圆形刚性法兰的设计方法,设计方形刚性法兰的法兰板和肋板是安全的,但计算方形法兰节点的螺栓受力则偏于不安全,螺栓实际受力为拉弯应力状态。法兰板刚度不均匀会导致个别螺栓受力过大,推荐采用切角形法兰板和在钢管上下翼缘板中间布置通长外肋的方式来减小螺栓受力的不均匀性。提出以第2排螺栓中心连线作为方形刚性法兰在弯矩作用下的旋转轴,此时最大受拉螺栓轴力较现行规范计算结果增大20%,与试验和有限元分析结果接近。