750kV格構(gòu)式構(gòu)架鋼管空間節(jié)點極限承載力研究和可靠性設(shè)計.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，但是十分耗費鋼材。為了節(jié)約成本，構(gòu)架節(jié)點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：節(jié)點的一面采用相貫焊接，另一面采用插板連接。目前國內(nèi)外對這種節(jié)點的研究甚少，針對這種情況，本文對這種新

2、型節(jié)點展開了一系列研究，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：鋼管格構(gòu)柱在等寬度的窄面節(jié)點采用相貫焊，變寬度的寬面節(jié)點仍然采用插板連接；同時引入一種新型的梁節(jié)點：鋼管格構(gòu)梁在上下面平面節(jié)點采用相貫焊，前后面平面節(jié)點仍然采用插板連接。本文對其中典型的一種梁節(jié)點和一種柱節(jié)點進(jìn)行了單調(diào)靜力加載的真型試驗，分析了節(jié)點的受力性能、破壞形態(tài)和極限承載力，得到了節(jié)

3、點的荷載—應(yīng)變曲線和荷載—位移曲線。
　?。?）采用非線性有限元軟件ANSYS建立節(jié)點模型，將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致，驗證了模型的適應(yīng)性，為參數(shù)分析奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）通過對試驗結(jié)果的分析，篩選出可能影響節(jié)點極限承載力的參數(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。運用參數(shù)化有限元模型，分析了不同參數(shù)對節(jié)點極限承載力的影響情況。
　　（4）提出了復(fù)雜節(jié)點基于可

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