本文關(guān)鍵詞：750kV格構(gòu)式構(gòu)架鋼管空間節(jié)點(diǎn)極限承載力研究和可靠性設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)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(duì)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(diǎn)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(fèi)鋼材。為了節(jié)約成本,構(gòu)架節(jié)點(diǎn)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(diǎn):節(jié)點(diǎn)的一面采用相貫焊接,另一面采用插板連接。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這種節(jié)點(diǎn)的研究甚少,針對(duì)這種情況,本文對(duì)這種新型節(jié)點(diǎn)展開了一系列研究,具體工作如下:(1)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(diǎn):鋼管格構(gòu)柱在等寬度的窄面節(jié)點(diǎn)采用相貫焊,變寬度的寬面節(jié)點(diǎn)仍然采用插板連接;同時(shí)引入一種新型的梁節(jié)點(diǎn):鋼管格構(gòu)梁在上下面平面節(jié)點(diǎn)采用相貫焊,前后面平面節(jié)點(diǎn)仍然采用插板連接。本文對(duì)其中典型的一種梁節(jié)點(diǎn)和一種柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了單調(diào)靜力加載的真型試驗(yàn),分析了節(jié)點(diǎn)的受力性能、破壞形態(tài)和極限承載力,得到了節(jié)點(diǎn)的荷載—應(yīng)變曲線和荷載—位移曲線。(2)采用非線性有限元軟件ANSYS建立節(jié)點(diǎn)模型,將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了模型的適應(yīng)性,為參數(shù)分析奠定了基礎(chǔ)。(3)通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,篩選出可能影響節(jié)點(diǎn)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(yùn)用參數(shù)化有限元模型,分析了不同參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響情況。(4)提出了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)基于可靠度的概念設(shè)計(jì)方法。首先拆分節(jié)點(diǎn),用現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)定對(duì)節(jié)點(diǎn)的主管、支管、節(jié)點(diǎn)板分別進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。然后通過ANSYS的概率分析模塊PDS對(duì)設(shè)計(jì)出的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可靠性分析,得到主管和最弱的支管、節(jié)點(diǎn)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(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。對(duì)比極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和二次設(shè)計(jì)后的主管、最弱支管、最弱節(jié)點(diǎn)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(diǎn)板的設(shè)計(jì)。最終使節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度大于主管強(qiáng)度,主管強(qiáng)度大于支管強(qiáng)度,并且各部分的可靠指標(biāo)應(yīng)大于等于目標(biāo)可靠指標(biāo),保證節(jié)點(diǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
【關(guān)鍵詞】：鋼管節(jié)點(diǎn) 真型試驗(yàn) 有限元模型 參數(shù)分析 可靠度概念設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU392.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 鋼管節(jié)點(diǎn)類型及特點(diǎn)9-11
• 1.3 鋼管節(jié)點(diǎn)承載力研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 相貫節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀11
• 1.3.2 插板節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 鋼管節(jié)點(diǎn)承載力研究方法12
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容12-15
• 2 750kv鋼管格構(gòu)式構(gòu)架梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)15-41
• 2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>15
• 2.2 試驗(yàn)方案15-23
• 2.2.1 試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)15-16
• 2.2.2 加載工況16
• 2.2.3 測(cè)點(diǎn)布置16-19
• 2.2.4 試驗(yàn)裝置及加載制度19-23
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果23-39
• 2.3.1 梁節(jié)點(diǎn) 2-123-27
• 2.3.2 梁節(jié)點(diǎn) 2-227-30
• 2.3.3 梁節(jié)點(diǎn)2試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比30-31
• 2.3.4 柱節(jié)點(diǎn) 4-131-35
• 2.3.5 柱節(jié)點(diǎn) 4-235-39
• 2.3.6 柱節(jié)點(diǎn)4試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 3 有限元模型建立41-51
• 3.1 相關(guān)理論41-42
• 3.2 有限元計(jì)算模型42-49
• 3.2.1 分析程序42
• 3.2.2 材料性能42-44
• 3.2.3 單元類型和網(wǎng)格化分44-45
• 3.2.4 邊界條件和加載方式45
• 3.2.5 焊縫模擬45
• 3.2.6 有限元模型適應(yīng)性驗(yàn)證45-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 4 有限元參數(shù)分析51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 梁節(jié)點(diǎn)2的參數(shù)分析51-60
• 4.2.1 幾何參數(shù)51
• 4.2.2 破壞模式分類51-53
• 4.2.3 破壞模式分布規(guī)律53
• 4.2.4 幾何參數(shù)對(duì)極限承載力的影響53-60
• 4.3 柱節(jié)點(diǎn)4的參數(shù)分析60-65
• 4.3.1 幾何參數(shù)60
• 4.3.2 破壞模式分類60-61
• 4.3.3 破壞模式分布規(guī)律61-62
• 4.3.4 幾何參數(shù)對(duì)極限承載力的影響62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 5 節(jié)點(diǎn)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)67-105
• 5.1 引言67
• 5.2 梁節(jié)點(diǎn)2的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)67-74
• 5.2.1 拆分梁節(jié)點(diǎn)68
• 5.2.2 相貫節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)68-70
• 5.2.3 主管與節(jié)點(diǎn)板1相連的管板節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)70-72
• 5.2.4 主管與支管7相連的管板節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)72-73
• 5.2.5 主管與支管8相連的管板節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)73
• 5.2.6 支管的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)73-74
• 5.3 柱節(jié)點(diǎn)4的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)74-79
• 5.3.1 拆分柱節(jié)點(diǎn)74-75
• 5.3.2 相貫節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)75-76
• 5.3.3 主管與支管 5、6 相連的管板節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)76-78
• 5.3.4 主管與支管7相連的管板節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)78-79
• 5.3.5 支管的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)79
• 5.4 可靠性概念及可靠度計(jì)算方法79-84
• 5.4.1 結(jié)構(gòu)可靠度及可靠指標(biāo)79-80
• 5.4.2 結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法80-84
• 5.5 梁節(jié)點(diǎn)2的可靠性分析84-91
• 5.5.1 參數(shù)化建模84-86
• 5.5.2 隨機(jī)變量的選取86
• 5.5.3 響應(yīng)面法分析86-88
• 5.5.4 PDS后處理88-91
• 5.6 梁節(jié)點(diǎn)2的二次設(shè)計(jì)91-95
• 5.6.1 確定系數(shù)91-93
• 5.6.2 響應(yīng)面法分析93
• 5.6.3 PDS后處理93-95
• 5.7 柱節(jié)點(diǎn)4的可靠性分析95-100
• 5.7.1 參數(shù)化建模95-96
• 5.7.2 隨機(jī)變量的選取96-97
• 5.7.3 響應(yīng)面法分析97-98
• 5.7.4 PDS后處理98-100
• 5.8 柱節(jié)點(diǎn)4的二次設(shè)計(jì)100-104
• 5.8.1 確定系數(shù)100-101
• 5.8.2 響應(yīng)面法分析101-102
• 5.8.3 PDS后處理102-104
• 5.9 本章小結(jié)104-105
• 6 結(jié)論與展望105-107
• 6.1 結(jié)論105-106
• 6.2 展望106-107
• 致謝107-109
• 參考文獻(xiàn)109-111
• 附錄111-119
• A.節(jié)點(diǎn)位置索引圖111-113
• B.表格113-119

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