本文關(guān)鍵詞：220kV變電站新型型鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析

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【摘要】：本文對國內(nèi)變電站的構(gòu)架型式和研究成果進行了總結(jié)。根據(jù)220kV變電站構(gòu)架荷載特性及結(jié)構(gòu)特點,提出使用H型鋼作為人字柱主材以及四跨構(gòu)架移除端撐的新思路。同時文中對變電構(gòu)架橫梁、地線柱以及避雷針柱進行了設(shè)計。四跨構(gòu)架中的人字柱是構(gòu)架的最主要構(gòu)件,對其進行了全面系統(tǒng)的力學(xué)性能分析。文中參考變電站常規(guī)四跨帶端撐構(gòu)架規(guī)格和結(jié)構(gòu)型式,建立新型型鋼構(gòu)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(gòu)架模型,分別為常規(guī)圓鋼管截面無端撐四跨構(gòu)架、常規(guī)圓鋼管截面帶端撐四跨構(gòu)架和H型鋼截面無端撐四跨構(gòu)架。通過分析三種構(gòu)架人字柱在平面外和平面內(nèi)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(gòu)架規(guī)范,不要求抗震分析。在動力學(xué)分析中按照相近結(jié)構(gòu)適用的規(guī)范,采用地震波反應(yīng)譜及地震波時程分析法,分析四跨構(gòu)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(gòu)架去端撐后側(cè)向剛度明顯不足。人字柱采用H型鋼截面的四跨構(gòu)架在結(jié)構(gòu)強度、構(gòu)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(yīng)用的需要。在經(jīng)濟性上,型鋼構(gòu)架優(yōu)于常規(guī)構(gòu)架。本文結(jié)論對今后的變電站鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架的設(shè)計和研究方向具有一定的理論價值和實踐指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：H型鋼截面 變電站構(gòu)架 人字柱截面 有限元分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(gòu)架研究概況18-20
• 1.4 變電站新型型鋼構(gòu)架研究意義20
• 1.5 擬研究內(nèi)容及創(chuàng)新點20-22
• 第2章 新型型鋼變電構(gòu)架設(shè)計22-29
• 2.1 工程背景和設(shè)計依據(jù)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(fēng)荷載24-25
• 2.3 型鋼構(gòu)架設(shè)計分析25-27
• 2.3.1 新型型鋼截面構(gòu)架設(shè)計分析25-27
• 2.4 總結(jié)27-29
• 第3章 新型型鋼構(gòu)架靜力性能分析29-55
• 3.1 線彈性靜力學(xué)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(gòu)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(fēng)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(gòu)架柱柱頭節(jié)點靜力學(xué)分析41-49
• 3.4.1 連接節(jié)點設(shè)計原則與荷載整理41
• 3.4.2 型鋼截面人字柱實體模型設(shè)計41-42
• 3.4.3 人字柱整體Von-Mises應(yīng)力分析42-49
• 3.5 其他構(gòu)件截面計算及整體構(gòu)架性能分析49-53
• 3.6 經(jīng)濟性對比53
• 3.7 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和特點總結(jié)53-54
• 3.8 結(jié)論54-55
• 第4章 新型型鋼構(gòu)架非線性穩(wěn)定分析55-64
• 4.1 非線性靜力學(xué)分析理論55-56
• 4.2 圓鋼與型鋼截面人字柱構(gòu)架非線性分析56-63
• 4.2.1 模型與非線性分析內(nèi)容56-58
• 4.2.2 覆冰遞增荷載非線性分析58-61
• 4.2.3 大風(fēng)工況非線性分析61-63
• 4.3 結(jié)論63-64
• 第5章 新型型鋼構(gòu)架動力性能分析64-92
• 5.1 ANSYS動力學(xué)分析理論64
• 5.2 四跨構(gòu)架模態(tài)分析64-67
• 5.3 地震反應(yīng)譜分析67-71
• 5.3.1 譜分析基本條件69
• 5.3.2 譜分析結(jié)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(chǔ)與加載方式89-90
• 5.5.2 滯回曲線分析90-91
• 5.6 結(jié)論91-92
• 第6章 總結(jié)與結(jié)論92-94
• 6.1 設(shè)計分析結(jié)論92
• 6.2 力學(xué)分析結(jié)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(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況98

【參考文獻】

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本文編號：628953