本文關鍵詞：220kV變電站新型型鋼構架結構設計與性能分析

  更多相關文章： H型鋼截面 變電站構架 人字柱截面 有限元分析 結構設計

【摘要】：本文對國內變電站的構架型式和研究成果進行了總結。根據220kV變電站構架荷載特性及結構特點,提出使用H型鋼作為人字柱主材以及四跨構架移除端撐的新思路。同時文中對變電構架橫梁、地線柱以及避雷針柱進行了設計。四跨構架中的人字柱是構架的最主要構件,對其進行了全面系統(tǒng)的力學性能分析。文中參考變電站常規(guī)四跨帶端撐構架規(guī)格和結構型式,建立新型型鋼構架。使用21種H型鋼截面和常規(guī)圓鋼管截面作為人字柱主材,多種截面型號矩形管作為橫梁與地線柱主材,多種截面型號錐形管作為避雷針柱主材,通過線性靜力分析進行選擇。對承載能力進行分析時,建立三種變電構架模型,分別為常規(guī)圓鋼管截面無端撐四跨構架、常規(guī)圓鋼管截面帶端撐四跨構架和H型鋼截面無端撐四跨構架。通過分析三種構架人字柱在平面外和平面內方向的失穩(wěn)時的荷載位移曲線,對其穩(wěn)定承載能力進行比較。參考變電構架規(guī)范,不要求抗震分析。在動力學分析中按照相近結構適用的規(guī)范,采用地震波反應譜及地震波時程分析法,分析四跨構架的抗震能力。文中通過有限元計算分析表明,常規(guī)圓鋼管截面帶端撐構架去端撐后側向剛度明顯不足。人字柱采用H型鋼截面的四跨構架在結構強度、構架剛度、整體穩(wěn)定性以及抗震能力上均較好的滿足工程應用的需要。在經濟性上,型鋼構架優(yōu)于常規(guī)構架。本文結論對今后的變電站鋼結構構架的設計和研究方向具有一定的理論價值和實踐指導意義。
【關鍵詞】：H型鋼截面 變電站構架 人字柱截面 有限元分析 結構設計
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM63
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第1章 緒論16-22
• 1.1 工程背景概況16-17
• 1.2 工程研究的必要性17-18
• 1.3 變電站常規(guī)構架研究概況18-20
• 1.4 變電站新型型鋼構架研究意義20
• 1.5 擬研究內容及創(chuàng)新點20-22
• 第2章 新型型鋼變電構架設計22-29
• 2.1 工程背景和設計依據22
• 2.2 荷載條件22-25
• 2.2.1 計算原則23
• 2.2.2 掛線點荷載23-24
• 2.2.3 風荷載24-25
• 2.3 型鋼構架設計分析25-27
• 2.3.1 新型型鋼截面構架設計分析25-27
• 2.4 總結27-29
• 第3章 新型型鋼構架靜力性能分析29-55
• 3.1 線彈性靜力學有限元理論29-30
• 3.1.1 ANSYS線彈性分析單元29-30
• 3.1.2 線彈性屈曲分析理論30
• 3.2 四跨構架有限元模型建立30-31
• 3.3 人字柱型鋼截面的選擇和分析31-41
• 3.3.1 截面規(guī)格的選擇31-32
• 3.3.2 風荷載最不利方向分析32
• 3.3.3 型鋼截面規(guī)格和型式分析32-40
• 3.3.4 工程手算方法驗算40-41
• 3.4 型鋼構架柱柱頭節(jié)點靜力學分析41-49
• 3.4.1 連接節(jié)點設計原則與荷載整理41
• 3.4.2 型鋼截面人字柱實體模型設計41-42
• 3.4.3 人字柱整體Von-Mises應力分析42-49
• 3.5 其他構件截面計算及整體構架性能分析49-53
• 3.6 經濟性對比53
• 3.7 結構創(chuàng)新和特點總結53-54
• 3.8 結論54-55
• 第4章 新型型鋼構架非線性穩(wěn)定分析55-64
• 4.1 非線性靜力學分析理論55-56
• 4.2 圓鋼與型鋼截面人字柱構架非線性分析56-63
• 4.2.1 模型與非線性分析內容56-58
• 4.2.2 覆冰遞增荷載非線性分析58-61
• 4.2.3 大風工況非線性分析61-63
• 4.3 結論63-64
• 第5章 新型型鋼構架動力性能分析64-92
• 5.1 ANSYS動力學分析理論64
• 5.2 四跨構架模態(tài)分析64-67
• 5.3 地震反應譜分析67-71
• 5.3.1 譜分析基本條件69
• 5.3.2 譜分析結果69-71
• 5.4 地震波時程分析71-89
• 5.4.1 時程分析法與基本條件71-72
• 5.4.2 固有工況下地震波時程分析72-89
• 5.5 滯回曲線分析89-91
• 5.5.1 滯回曲線理論基礎與加載方式89-90
• 5.5.2 滯回曲線分析90-91
• 5.6 結論91-92
• 第6章 總結與結論92-94
• 6.1 設計分析結論92
• 6.2 力學分析結論92-93
• 6.3 需進一步研究的問題93-94
• 參考文獻94-97
• 附錄97-98
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況98

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張圣金;;嚴寒地區(qū)500kV變電站全聯合構架設計[J];黑龍江科學;2014年12期

2 馮仁祥;;金華吳寧500kV變電站全聯合構架結構設計[J];浙江建筑;2014年07期

3 張偉釗;劉森;;變電站緊湊型構架方案分析[J];河北電力技術;2014年03期

4 郭宏超;簡政;司建輝;劉茂社;郎旭海;胡峰;;750kV格構式構架鋼管節(jié)點承載力試驗研究[J];西安理工大學學報;2014年01期

5 司建輝;簡政;張玉明;胡豐;劉茂社;;750kV格構式變電構架節(jié)點板厚度優(yōu)化試驗研究及仿真分析[J];建筑結構;2014年06期

6 鐘宣;郭宏超;;變電構架空間管節(jié)點受力性能分析[J];工業(yè)建筑;2014年02期

7 張猛;趙桂峰;秦志偉;李天;;基于單元模態(tài)應變能變化率的電力構架損傷識別[J];鄭州大學學報(工學版);2013年06期

8 彭奕亮;李洪波;魏霞冰;楊俊芬;;螺栓預拉力對變電鋼構架法蘭連接節(jié)點剛度影響的試驗研究[J];四川建筑科學研究;2013年04期

9 趙斌;常方方;;某格構式直立角鋼構架動力特性分析[J];低溫建筑技術;2013年06期

10 林汪勇;陳寅;楊彪;;1000kV變電構架位移風振系數研究[J];低溫建筑技術;2013年04期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 盛明強;基于滯回耗能的結構抗震性能評價方法研究[D];同濟大學;2008年

中國碩士學位論文全文數據庫 前6條

1 卓郅穎;復雜鋼結構的彈塑性時程分析[D];云南大學;2015年

2 盧海陸;變電構架高架柱與人字柱連接節(jié)點受力性能試驗研究[D];西安建筑科技大學;2011年

3 劉廣鵬;變電構架中高架柱與人字柱連接節(jié)點受力性能有限元分析[D];西安建筑科技大學;2011年

4 何轉利;考慮局部屈曲的變截面門式剛架結構的整體性能[D];北京交通大學;2008年

5 駱劍峰;框架結構靜力與動力彈塑性抗震分析對比研究[D];同濟大學;2007年

6 呂輝勇;輕型門式剛架平面內穩(wěn)定性能及空間性能分析[D];蘭州理工大學;2006年

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本文編號：628953