大跨越钢管塔加劲节点外环板的有效翼缘宽度

合理确定加劲钢管节点外环板的有效翼缘宽度可以保证节点承载力计算结果的准确性,但相关试验研究表明:Q/GDW391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》中的计算方法忽视了环板厚度与主管厚度之比对有效翼缘宽度的影响。为揭示该影响规律,开展了相关的参数敏感性研究。有限元分析表明,无量纲的有效翼缘宽度随着径厚比、环板与主管厚度比的减小而减小。对计算结果归一化,提出了有效翼缘宽度的经验计算公式。最后进行了相应的验证试验研究。结果表明,采用该经验公式后,相应的节点承载力理论计算结果更接近试验结果。     

焊接空心球节点在输电线路大跨越钢管塔中的应用

焊接空心球节点连接输电线路大跨越钢管塔构件是一种比较理想的节点处理方式,但常规的球节点承载力计算理论对于超大直径薄壁焊接空心球节点无法适用。结合舟山与大陆联网特大跨越输电高塔工程设计实例,通过非线性有限元分析,对无加劲肋和加劲空心球节点的受力特性、破坏形态和极限承载能力进行研究,并通过对正交试验结果的方差分析指出加劲肋各因素对节点承载力水平的影响,研究结果对工程设计有较好的指导意义。     

超1m直径加劲焊接空心球节点的抗拉极限承载力研究

跨越输电钢管塔中采用了直径超过1m的加肋焊接空心球节点,其承载力计算不满足规范适用条件。论文在具有不同设计参数球节点的有限元建模基础上,进行了节点抗拉有限元分析计算。通过分析破坏模式,讨论了加劲肋在球节点抗拉承载力中的贡献,获得了能反映加劲肋尺寸参数贡献的球节点抗拉承载力计算经验公式。并将经验公式和规范、试验、有限元计算结果进行了比较,表明经验公式可以有效地捕捉这类节点的抗拉极限承载力。     

贯穿式加劲肋对螺栓连接钢管节点轴压承载力影响的试验研究

各国现行钢结构规范中,对螺栓连接钢管节点的极限承载力均未提及具体的构造措施及计算方法。通过对8个带加劲肋的螺栓连接钢管节点试件进行了单轴受压承载力试验研究,探讨了该类节点在单轴受压条件下的承载力-变形曲线和破坏模式,并对环板、主管及支管的应力-应变情况进行了分析。研究表明:仅通过单轴试验就推出所有破坏模式过于武断,建议限定说明,使其更合理;采用环板、十字连接板对支管与主管进行螺栓连接并设置加劲肋的钢管节点,其破坏模式为环板局部面外失稳,设置加劲肋能有效抑制整体的面外失稳;其次,加劲肋板贯穿主管可以提高节点的整体刚度和极限承载力,且施工方便,是值得采用的节点设计方法之一。     

输电杆塔柔性带颈法兰设计

调研了国内外法兰连接的研究及应用情况。通过性能对比提出了用于我国输电钢管塔的带颈法兰形式,提出了柔性带颈对焊法兰的设计流程及设计计算方法,给出了螺栓受力修正系数的取值,结合构造要求及施工条件提出了螺栓定位圆直径K的取值原则,并通过技术经济比较提出了不同法兰形式的适用范围。分别开展了Q345、Q420及Q460强度等级的带颈法兰节点轴拉承载力试验研究,并选取1 000 k V特高压双回线路中应用了柔性带颈法兰的8基钢管塔开展真型试验,并顺利通过了检验。所提出的柔性带颈对焊法兰设计计算方法以及构造、加工等方面的工程建议,已被纳入Q/GDW 391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》中。     

特高压输电线路钢管塔管—插板节点受弯性能

根据/4环、半圆环和全圆环节点形式的试验研究和有限元分析初步探索了钢管插板节点受弯的力学性能,并提出了这种节点的承载力确定方法及简便计算公式,在与日本《输电线路钢管塔制作基准》对比分析中,得出了承载力和不同参数的关系曲线。结果表明：极限承载力不仅与主管壁厚t、管径D、节点板长度B、现时状态下屈服区域内中截面顶部挠度δ有关,更重要的是还和现时状态下的加劲肋有密切相关。承载力计算公式对工程设计有重要的应用价值。     

环形加劲肋对大直径相贯钢管节点承载力与失效模式影响研究

对带或不带环形加劲肋的特高压输电塔横担与塔身连接节点缩尺模型进行承载力试验研究,分析环形加劲肋对该类节点屈服承载力和极限承载力的影响;通过有限元建模分析,研究环形加劲肋对大直径相贯钢管节点承载力的贡献和作用机理,及其对节点失效模式的影响规律。研究结果表明:环形加劲肋将横担与塔身连接节点的受压屈服承载力提升30%以上,有效改善了主管管壁和节点板的受力状态,关键区域应力分布及失效模式有限元结果与试验结果吻合良好,可有益于钢管输电塔的设计分析。     

钢管塔架K型加肋节点的承载力分析

通过试验对1/4加肋K型钢管插板连接节点的极限承载力进行了研究,同时借助有限元分析了主管壁厚,环板宽度和厚度以及不同加肋方式对节点极限承载力的影响。在此基础上根据试验和有限元结果以及节点的破坏模式提出了适用于估算此类节点极限承载力的极限分析模型和建议公式。结果表明:加肋K型钢管插板连接节点的承载力受主管壁厚和环板宽度和厚度的影响较大,且分主管控制和环板控制2种情况来讨论。采用的四铰破坏机理和五铰破坏机理极限分析模型能较好的反映此类节点的受力性能。     

钢管混凝土加劲环管板节点受力性能研究

为研究钢管混凝土加劲环管板节点在轴向拉力作用下的受力性能,开展了3个节点试件的单调加载试验,分别得到了管板节点加强前后的荷载-位移曲线和破坏模式。试验结果表明：SPR节点在单调荷载作用下主管和加劲环发生局部屈曲,表现为延性破坏;CFT节点在荷载作用下主管壁发生剪切破坏,荷载-位移曲线没有明显的屈服段,表现为脆性破坏;CFTR节点在荷载作用下,连接板处加劲环发生剪切破坏,同时加劲环局部V形屈曲;加劲环能够明显提高管板节点的承载力,同时改善节点的塑性性能;相较于主管外设加劲环,主管内部填充混凝土具有更好的承载力提升效果,节点的刚度变大但塑性性能变差;钢管混凝土加劲环管板节点具有加劲环和混凝土的双重特性,在显著提高节点承载力的同时保障节点塑性性能。在264个有限元模型参数分析的基础上,得到了双加劲环管板节点受拉承载力的计算方法,给出了加劲环厚度和宽度组合的设计建议。基于极限分析的塑性铰线方法,推导出SP节点和SPR节点极限承载力的理论计算模型,计算结果与有限元结果吻合较好。     

内加劲环的设置对钢管节点性能的影响

本首先介绍了越南国家体育场鼓型钢管节点试验的有关情况．然后利用有限元计算比较了鼓型钢管节点在加劲和无加劲条件下的极限承载力和刚度，并通过若干算例比较了在不同内加劲环参数组合下X型钢管节点的极限承载力．结果表明，内加劲环可以提高钢管节点极限承载力和刚度．