基于ANSYS的半剛性連接特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)非線性分析-.pdf

1、特高壓輸電線路因具有輸電能力強(qiáng)、輸電效益高等優(yōu)點(diǎn)正得到日益廣泛的應(yīng)用，其安全性不容忽視。采用正確的計(jì)算模型對(duì)特高壓輸電塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性受力分析至關(guān)重要。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，是把節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化成鉸接計(jì)算。實(shí)際上，特高壓輸電塔的連接節(jié)點(diǎn)是一種介于剛接和鉸接之間的半剛性連接，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)化分析方法并不符合特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力特性。國(guó)內(nèi)外對(duì)半剛性連接鋼框架已經(jīng)進(jìn)行了深入研究并取得可喜成果，但是特高壓輸電塔是有別于鋼框架的特殊空間格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式，節(jié)

2、點(diǎn)構(gòu)造，型材選用和受力特性上都有所不同，不可直接套用其成果，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。因此，本文對(duì)半剛接特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線性受力性能的相關(guān)研究，考察了半剛性節(jié)點(diǎn)在不同的工程設(shè)計(jì)參數(shù)下，對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響，從而將為實(shí)際特高壓輸電線路設(shè)計(jì)提供必要的指導(dǎo)。
　　本文首先建立了特高壓輸電塔典型角鋼—節(jié)點(diǎn)板 K型連接節(jié)點(diǎn)的實(shí)體模型，計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)彎矩—轉(zhuǎn)角曲線，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核后，引入到半剛接特高壓輸電塔的平面、空間塔腿和空間整塔中。通

3、過(guò)對(duì)具有大量自由度的實(shí)際特高壓輸電塔塔腿、整塔結(jié)構(gòu)的非線性受力分析，系統(tǒng)地研究了轉(zhuǎn)動(dòng)剛度（彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度）對(duì)特高壓輸電塔受力性能的影響，得到了以下有益的結(jié)論：
　　1）利用ANSYS建立的角鋼—節(jié)點(diǎn)板K型節(jié)點(diǎn)實(shí)體模型可以有效地反映節(jié)點(diǎn)的承載性能，通過(guò)對(duì)比 M-θ曲線的數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了該數(shù)值計(jì)算方法的正確性。
　　2）通過(guò)分析半剛接特高壓輸電塔平面塔腿模型，證實(shí)了特高壓格構(gòu)式角鋼輸電塔節(jié)點(diǎn)是半剛性連接，同時(shí)依次分

4、析了在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度對(duì)極限承載力的影響，得到了各因素的影響范圍。通過(guò)擬合大量的計(jì)算數(shù)據(jù)，可以獲得平面塔腿極限承載力擬合計(jì)算公式。
　　3）在平面塔腿分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了特高壓輸電塔半剛接空間塔腿模型的受力性能，掌握了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、加載角度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，對(duì)半剛接特高壓輸電塔空間塔腿極限承載力的影

5、響程度。在平面塔腿極限承載力計(jì)算公式中，引入修正系數(shù)得到了空間塔腿極限承載力公式。
　　4）在前文對(duì)特高壓輸電塔半剛接塔腿結(jié)構(gòu)全面的參數(shù)分析基礎(chǔ)上，對(duì)半剛接特高壓輸電塔空間整塔的受力性能進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)半剛接特高壓輸電塔在不同的斜材主材線剛度比、塔身高度、加載角度、初始缺陷等因素下，半剛性節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度對(duì)極限承載力影響的分析，為實(shí)際設(shè)計(jì)提供了工程參考。通過(guò)限制各參數(shù)的范圍，可以使特高壓輸電塔各桿件充分發(fā)揮承載性能而在塔腿位置發(fā)生最