特高壓輸電塔組合截面構(gòu)件承載力理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著特高壓工程的推進(jìn)，使用傳統(tǒng)鋼材的單角鋼塔已無法滿足使用要求。現(xiàn)有單角鋼塔進(jìn)行加強(qiáng)時(shí)為了施工方便，經(jīng)常采用在原主材上增加一根同規(guī)格角鋼組成雙角鋼十字截面構(gòu)件的方式。目前雙角鋼十字截面構(gòu)件在設(shè)計(jì)上主要是按照實(shí)腹式構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在真型塔和實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)與構(gòu)件實(shí)際承載力和破壞方式有差別，國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范和規(guī)程也沒有對(duì)這種截面形式和連接方式的構(gòu)件作出詳細(xì)規(guī)定，且存在一些不甚合理的內(nèi)容。鑒于實(shí)踐中遇到的問題和目前國內(nèi)相關(guān)理論和試驗(yàn)研究還

2、較少，對(duì)雙角鋼十字截面構(gòu)件進(jìn)行深入研究，具體工作體現(xiàn)在如下幾方面：
　　 (1)采用L160×12、L160×14、L160×16三種截面規(guī)格角鋼的Q420雙角鋼十字截面構(gòu)件進(jìn)行軸心受壓和偏心受壓試驗(yàn)共26個(gè)，確定十字截面構(gòu)件失穩(wěn)破壞模式并與現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法對(duì)比。使用有限元方法得到多種截面規(guī)格、邊界條件和λ構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，驗(yàn)證現(xiàn)行規(guī)范對(duì)雙角鋼構(gòu)件適用性并得到單節(jié)間構(gòu)件軸心受壓和偏心受壓柱子曲線、長細(xì)比修正系數(shù)。通過對(duì)彈性模量折減系數(shù)的

3、計(jì)算得到構(gòu)件的局部穩(wěn)定限值計(jì)算式。
　　 (2)采用L160×14角鋼的Q420雙角鋼十字截面構(gòu)件進(jìn)行雙節(jié)間軸心受壓和偏心受壓試驗(yàn)共12個(gè)，用有限元方法得到更多規(guī)格構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，與試驗(yàn)結(jié)果分析比較后得到雙節(jié)間構(gòu)件軸心受壓和偏心受壓時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)以及長細(xì)比修正系數(shù)。
　　 (3)通過構(gòu)件試驗(yàn)和有限元分析填板受力狀態(tài)，對(duì)填板與構(gòu)件承載力關(guān)系進(jìn)行研究，明確對(duì)構(gòu)件承載力有明顯影響的填板參數(shù)。分析采用不同填板型式、間距對(duì)構(gòu)件的影響，

4、使用不同填板數(shù)量時(shí)對(duì)同截面各種λ下承載力影響大小，在此基礎(chǔ)上得到雙角鋼十字截面構(gòu)件填板設(shè)計(jì)公式。
　　 (4)通過對(duì)雙節(jié)間試驗(yàn)橫向支撐受力數(shù)據(jù)和有限元分析結(jié)果的對(duì)比，得到不同參數(shù)構(gòu)件橫向支撐內(nèi)力與構(gòu)件承載力變化規(guī)律，以及橫向支撐長度對(duì)構(gòu)件承載力和支撐內(nèi)力的影響。在分析基礎(chǔ)上得到橫向支撐內(nèi)力、構(gòu)件荷載、橫向支撐長細(xì)比、構(gòu)件長細(xì)比之間的關(guān)系。
　　 (5)將雙節(jié)間構(gòu)件簡(jiǎn)化成中間設(shè)置彈性支承的簡(jiǎn)支梁后，在三彎矩方程基礎(chǔ)上得到雙