螺栓滑移對承受非均勻沉降輸電塔影響的數(shù)值模擬.pdf

1、輸電系統(tǒng)是現(xiàn)代社會一項重要的生命線工程，其中假設(shè)輸電線路的輸電塔的安全至關(guān)重要。隨著煤礦采空區(qū)的擴(kuò)大和凍脹區(qū)輸電塔數(shù)量的增加，非均勻沉降對輸電塔的影響研究顯得越來越重要。輸電塔中多采用角鋼以螺栓連接而成，考慮裝配需要，螺柱與螺孔之間須預(yù)留1.5mm至3mm的間隙，當(dāng)輸電塔承受一定載荷時螺栓連接接頭會發(fā)生滑移。目前，輸電塔的設(shè)計和研究大多忽略螺栓滑移的影響。
　　 本文利用有限元方法研究螺栓滑移對承受非均勻沉降輸電塔的影響，分別建

2、立了模型塔和足尺寸輸電塔兩個模型。首先，利用大型有限元軟件ANSYS先對其進(jìn)行不考慮滑移的剛性模型模擬，并與設(shè)計輸電塔專業(yè)工程軟件一道亨滿應(yīng)力軟件對比，計算結(jié)果吻合較好，其中梁—桁混合單元對輸電塔簡化較符合工程實際。
　　 其次，選取塔中典型的螺栓接頭，通過實驗得出接頭的力-位移關(guān)系曲線，并用非線性彈簧將其引入到ANSYS有限元分析中，建立含滑移輸電塔模型，探討了滑移對承受非均勻沉降輸電塔的承載能力以及受力、變形的影響。分析表明

3、，無沉降時，兩種模型得出的承載能力相差不大;有沉降時，不考慮滑移的模型塔承載能力隨沉降量的增加而大幅下降，而考慮滑移模型塔的承載能力下降相對較緩慢。另一方面，承受相同的非均勻沉降荷載，含滑移模型的變形比剛性模型的變形要大很多?？疾鞐U件受力，發(fā)生沉降后，螺栓滑移使塔腿產(chǎn)生附加內(nèi)力。足尺寸輸電塔模擬中，考慮滑移時，非均勻沉降引起的附加內(nèi)力在塔身中傳遞更高。隨著高度增加，塔腿軸力下降比剛性模型要慢，在塔身的底部，斜撐桿的軸力比剛性模型的小。<

4、br>　　 從螺栓連接接頭的力-位移關(guān)系曲線中可以看出，連接接頭滑移前的剛度和所研究的兩個模型中的桿的軸向剛度是一個量級，而剛性模型中，其剛度無窮大，這就高估了模型的剛度。本文建立考慮連接接頭滑移前剛度的滑移模型，研究其動態(tài)特性，并與傳統(tǒng)的剛性模型對比。分析表明，滑移模型的固有頻率要比剛性模型低，斜撐桿和橫隔桿的滑移對輸電塔的一階彎曲模態(tài)的影響不大，但對扭轉(zhuǎn)模態(tài)以及高階彎曲模態(tài)影響比較明顯。
　　 本研究結(jié)論對于實際承受非均勻