輸電塔不等邊角鋼交叉斜材穩(wěn)定承載力研究

發(fā)布時間：2020-10-21 14:51

　　隨著社會的發(fā)展進步,電力需求已是人類生活所必須的,輸電塔作為電力輸送的主要結(jié)構(gòu),已經(jīng)成為國內(nèi)外學者研究的重難點工程。目前,眾多學者對等邊角鋼輸電線路鐵塔的研究已很深入,但對不等邊角鋼的研究還比較少。本文通過對輸電塔兩類常用不等邊交叉斜材節(jié)間進行了穩(wěn)定承載力試驗研究,得到了在拉壓比為0.2時交叉斜材的極限承載力、破壞形態(tài)以及交叉斜材內(nèi)力情況。為深入研究不等邊角鋼交叉斜材的穩(wěn)定承載力性能,利用有限元分析軟件ABAQUS,進一步進行了各項參數(shù)的研究。首先進行了有限元模型基于試驗數(shù)據(jù)的驗證。然后根據(jù)驗證過的有限元完全節(jié)間模型進行等效簡化,即采用彈簧剛度代替主材的節(jié)間模型。其次分別考察了不等邊角鋼在內(nèi)力比值、截面規(guī)格、交叉點位置、節(jié)點板厚度以及材料強度對穩(wěn)定承載力的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了適用于不等邊角鋼交叉斜材計算長度修正系數(shù)。通過以上內(nèi)容的研究,主要得到以下幾個結(jié)論:(1)對兩種輸電塔常用節(jié)間平面進行了足尺試驗,研究了交叉斜材在一拉一壓受力情況下的穩(wěn)定性能。結(jié)果表明:不等邊角鋼失穩(wěn)模式為面外面內(nèi)同時屈曲;交叉斜材面外的應(yīng)變最大截面發(fā)生在交叉點附近且靠近壓桿下端方向。(2)建立了不等邊角鋼交叉斜材等效節(jié)間有限元模型,分別對材料強度、交叉點位置、斜材截面規(guī)格及節(jié)點板厚度在不同內(nèi)力比值下的穩(wěn)定性能進行了研究。當斜材處于一拉一壓時,壓桿承載力隨拉力增加而增大;當斜材處于同時受壓時,極限承載力隨著兩桿壓力比值的增加而減小;在同時受壓狀態(tài)下,提高材料強度及交叉點位置對承載力的提高不會起到顯著的作用;交叉斜材承載力隨著節(jié)點板厚度的減小相應(yīng)的較小,但隨著鋼材強度的提高,這種效應(yīng)得到削弱;平面外肢長增大但平面內(nèi)肢長減小時,在拉桿內(nèi)力大于壓桿內(nèi)力0.6時,承載力減小,其余狀態(tài)下承載力提高。(3)基于試驗和有限元分析結(jié)果,提出了適用于不等邊角鋼交叉斜材的計算長度修正系數(shù),并與現(xiàn)有規(guī)范進行了比較。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM753
【部分圖文】：

標準尺寸,材性,試件

驗方法》（GB228-87）[53]，構(gòu)件的詳細尺寸見圖2.1，其中：L0——原始標距(mm)，Lc——平行長度(mm)，Lt——試樣總長度(mm)，a——矩形截面試樣平行長度的寬度(mm)，R——過渡弧半徑(mm)。本次試件材料拉伸試驗是在重慶大學巖土館開展的。拉伸試驗主要目的是為了得到本次試驗所采用試件的屈服強度、抗拉強度、彈性模量和伸長率等各項力學指標。圖2.2為本次試驗所得到的拉伸試驗結(jié)果，從結(jié)果中可以看出本次試驗所采用的材料屈服后有明顯的屈服強化階段，且屈服強度比材料名義強度稍微高，試件延性良好

材性試驗,拉伸試驗

鋼材名義屈服強度為235MPa。拉伸試驗所用材料均來自不等邊角鋼所用的母材，在每個母材的肢邊取出材料制作成拉伸試驗構(gòu)件。拉伸試驗所用到的儀器為INSTRON 1342 動靜態(tài)材性試驗機，如圖2.2所示。拉伸試驗構(gòu)件設(shè)計尺寸按照《鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗取樣位置及試樣制備》（GB/T2975-1998）[51]及《金屬拉伸試驗試樣》（GB6397-86）[52]的規(guī)定進行制作，加載方法采用《金屬拉伸試驗方法》（GB228-87）[53]，構(gòu)件的詳細尺寸見圖2.1，其中：L0——原始標距(mm)，Lc——平行長度(mm)，Lt——試樣總長度(mm)，a——矩形截面試樣平行長度的寬度(mm)，R——過渡弧半徑(mm)。本次試件材料拉伸試驗是在重慶大學巖土館開展的。拉伸試驗主要目的是為了得到本次試驗所采用試件的屈服強度、抗拉強度、彈性模量和伸長率等各項力學指標。圖2.2為本次試驗所得到的拉伸試驗結(jié)果

曲線,材性試驗,工程應(yīng)力,標準尺寸