輸電鋼管塔空間KK型管板連接節(jié)點(diǎn)極限承載力研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展，輸電線路的輸送容量和電壓等級(jí)不斷提高，桿塔承受的荷載也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的角鋼塔已不能滿足發(fā)展的需要。鋼管塔因具有風(fēng)壓小、剛度大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、傳力清晰等眾多優(yōu)點(diǎn)，而在大跨越工程和特高壓輸電線路中得到廣泛應(yīng)用。輸電鋼管塔屬于高聳的空間桁架結(jié)構(gòu)，其各鋼管構(gòu)件是由節(jié)點(diǎn)而相互連接在一起的，桿件的傳力完全通過(guò)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及其構(gòu)造處理的好壞將直接影響到鋼管塔的整體受力性能。同時(shí)，因節(jié)點(diǎn)的破壞往往會(huì)導(dǎo)致與之相連的若

2、干桿件失效，從而引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞，所以節(jié)點(diǎn)的安全可靠性對(duì)整個(gè)塔架而言是至關(guān)重要的。
　　目前，在輸電鋼管塔節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造連接方面普遍采用管板連接方式，但國(guó)內(nèi)外對(duì)此類節(jié)點(diǎn)受力性能的研究還很少，缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論用于指導(dǎo)工程實(shí)踐，特別是在空間節(jié)點(diǎn)方面。針對(duì)于此，本文以實(shí)際工程為背景，對(duì)輸電鋼管塔結(jié)構(gòu)中的空間 KK型管板連接節(jié)點(diǎn)的極限承載力進(jìn)行了研究，具體包括以下幾個(gè)方面的工作：
　?、籴槍?duì)輸電鋼管塔中典型的 K型管板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了

3、承載力試驗(yàn)，初步探究了該類節(jié)點(diǎn)的受力特性和破壞模式。結(jié)合本文所完成的試驗(yàn)與已有文獻(xiàn)中的相關(guān)足尺節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，建立了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)有限元分析模型，并將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了有限元模型的有效合理性。鑒于空間 KK型管板節(jié)點(diǎn)在單一平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式與平面K型節(jié)點(diǎn)的相似性以及這兩種節(jié)點(diǎn)受力形式的一致性，采用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)校準(zhǔn)的K型管板節(jié)點(diǎn)有限元模型作為空間KK型節(jié)點(diǎn)極限承載力有限元參數(shù)分析的基礎(chǔ)是可行的。
　?、诓捎猛ㄟ^(guò)驗(yàn)證的

4、節(jié)點(diǎn)有限元模型，分別對(duì)4種類型的空間 KK型管板連接節(jié)點(diǎn)（無(wú)偏心無(wú)環(huán)板節(jié)點(diǎn)、無(wú)偏心全環(huán)板節(jié)點(diǎn)、負(fù)偏心無(wú)環(huán)板節(jié)點(diǎn)、負(fù)偏心全環(huán)板節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行了研究，考察了各類節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布狀態(tài)、塑性區(qū)的發(fā)展情況和破壞模式等，并重點(diǎn)通過(guò)大規(guī)模的有限元參數(shù)化分析探討了主管直徑、主管壁厚、節(jié)點(diǎn)板高度、兩節(jié)點(diǎn)板之間夾角、環(huán)板高度、環(huán)板厚度以及主管軸壓應(yīng)力比等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響變化規(guī)律。
　?、鄹鶕?jù)管板節(jié)點(diǎn)等效受力模型，并結(jié)合大量有限元參數(shù)分析所得計(jì)算結(jié)