裝配式變電站輕型結構鋼框架梁柱節(jié)點設計與試驗研究.pdf

1、針對我國變電站建設施工技術相對比較落后，標準化體系尚未形成的現(xiàn)狀，國家電網公司開展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”的兩型—化變電站試點建設，以實現(xiàn)我國變電站向工業(yè)化建設方式的轉變。本文結合前期“110KV全預制裝配式變電站的設計和建造技術研究”的成果，進行多層“輕型結構裝配式變電站設計與建造技術研究”，重點開展鋼框架梁柱節(jié)點設計和試驗研究。
　　 本文對現(xiàn)有節(jié)點形式做出改進，采用方鋼管作為框架柱，H型鋼作為框架梁，提出了適合快

2、速建造需要的帶狗骨式短懸臂梁柱節(jié)點。該新型節(jié)點主要通過對短懸臂翼緣的狗骨式削弱，迫使節(jié)點域塑性鉸的位置離開脆弱且受力復雜的焊縫而外移至梁上，達到減少節(jié)點脆性破壞可能性、提高節(jié)點延性的目的。本文采用非線性理論分析、有限元分析、試驗研究相結合的方法，對新型節(jié)點的受力特性和抗震性能進行了比較系統(tǒng)的分析與研究。
　　 利用非線性有限元程序ANSYS，分別對普通節(jié)點和新型節(jié)點進行了單向靜力加載和低周反復加載下的模擬分析，探討了新型節(jié)點的應

3、力分布規(guī)律、梁端塑性鉸外移的有效性，以及滯回性能、極限承載能力和節(jié)點破壞模式等。有限元分析結果表明，新型節(jié)點是一種有效的節(jié)點延性增強形式，在 相對普通節(jié)點降低約15％極限承載力的前提下顯著提高節(jié)點的抗震性能，具有良好的延性和耗能性能。
　　 對普通節(jié)點和新型節(jié)點進行擬靜力試驗研究，兩種節(jié)點的懸臂段與框架梁模擬現(xiàn)場施工條件，均采用栓焊連接。試驗結果驗證了有限元分析對新型節(jié)點抗震性能的研究結論。試驗結果表明，新型節(jié)點較普通節(jié)點的極限

4、承載力下降約12％。新型節(jié)點試件的滯回曲線豐滿，滯回環(huán)面積比較大：而普通節(jié)點試件的滯回曲線顯得扁長、不豐滿。新型節(jié)點的塑性轉角大于0.04rad，延性系數大于5.0，達到了抗彎鋼框架節(jié)點塑性轉角不小于0.03rad，延性系數不小于4.0的要求。分析結果表明，新型節(jié)點可以使翼緣上應力峰值從梁根部的焊縫移至懸臂削弱處，降低了焊縫發(fā)生脆性破壞的可能性，并達到塑性鉸位置向懸臂段中部偏移的目的。試驗結果還驗證了狗骨式削弱不會影響懸臂梁段與框架梁栓