750kV格構(gòu)式構(gòu)架鋼管空間節(jié)點(diǎn)極限承載力研究和可靠性設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國電力行業(yè)的高速發(fā)展，大跨越和高聳的鋼管結(jié)構(gòu)應(yīng)用也越來越頻繁。相對(duì)角鋼結(jié)構(gòu)，鋼管結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能，受流體阻力小，穩(wěn)定性好，因而受到廣泛應(yīng)用。在大型變電格構(gòu)式構(gòu)架中,鋼管節(jié)點(diǎn)普遍采用插板連接形式，雖然這種連接形式便于加工、制作和施工，但是十分耗費(fèi)鋼材。為了節(jié)約成本，構(gòu)架節(jié)點(diǎn)中部分支管采用相貫焊接，這就形成了一種新型的空間節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的一面采用相貫焊接，另一面采用插板連接。目前國內(nèi)外對(duì)這種節(jié)點(diǎn)的研究甚少，針對(duì)這種情況，本文對(duì)這種新

2、型節(jié)點(diǎn)展開了一系列研究，具體工作如下：
　?。?）以青海佑寧750kV變電站（GIS布置）為依托，在750kV格構(gòu)式構(gòu)架中引入一種新型的柱節(jié)點(diǎn)：鋼管格構(gòu)柱在等寬度的窄面節(jié)點(diǎn)采用相貫焊，變寬度的寬面節(jié)點(diǎn)仍然采用插板連接；同時(shí)引入一種新型的梁節(jié)點(diǎn)：鋼管格構(gòu)梁在上下面平面節(jié)點(diǎn)采用相貫焊，前后面平面節(jié)點(diǎn)仍然采用插板連接。本文對(duì)其中典型的一種梁節(jié)點(diǎn)和一種柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了單調(diào)靜力加載的真型試驗(yàn)，分析了節(jié)點(diǎn)的受力性能、破壞形態(tài)和極限承載力，得到了節(jié)

3、點(diǎn)的荷載—應(yīng)變曲線和荷載—位移曲線。
　　（2）采用非線性有限元軟件ANSYS建立節(jié)點(diǎn)模型，將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了模型的適應(yīng)性，為參數(shù)分析奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，篩選出可能影響節(jié)點(diǎn)極限承載力的參數(shù)，如主管徑厚比、支管與主管的直徑比、支管與主管的管厚比等。運(yùn)用參數(shù)化有限元模型，分析了不同參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響情況。
　?。?）提出了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)基于可

4、靠度的概念設(shè)計(jì)方法。首先拆分節(jié)點(diǎn)，用現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)定對(duì)節(jié)點(diǎn)的主管、支管、節(jié)點(diǎn)板分別進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。然后通過ANSYS的概率分析模塊PDS對(duì)設(shè)計(jì)出的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可靠性分析，得到主管和最弱的支管、節(jié)點(diǎn)板的可靠指標(biāo)，并與目標(biāo)可靠指標(biāo)比較。根據(jù)可靠指標(biāo)與目標(biāo)可靠指標(biāo)的差距，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。對(duì)比極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和二次設(shè)計(jì)后的主管、最弱支管、最弱節(jié)點(diǎn)板的尺寸或強(qiáng)度，提出相應(yīng)的系數(shù)，用于其他支管和節(jié)點(diǎn)板的設(shè)計(jì)。最終使節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度大于主管強(qiáng)度，主管強(qiáng)度