输电塔不等边角钢交叉斜材稳定承载力研究

发布时间：2020-10-21 14:51

　　随着社会的发展进步,电力需求已是人类生活所必须的,输电塔作为电力输送的主要结构,已经成为国内外学者研究的重难点工程。目前,众多学者对等边角钢输电线路铁塔的研究已很深入,但对不等边角钢的研究还比较少。本文通过对输电塔两类常用不等边交叉斜材节间进行了稳定承载力试验研究,得到了在拉压比为0.2时交叉斜材的极限承载力、破坏形态以及交叉斜材内力情况。为深入研究不等边角钢交叉斜材的稳定承载力性能,利用有限元分析软件ABAQUS,进一步进行了各项参数的研究。首先进行了有限元模型基于试验数据的验证。然后根据验证过的有限元完全节间模型进行等效简化,即采用弹簧刚度代替主材的节间模型。其次分别考察了不等边角钢在内力比值、截面规格、交叉点位置、节点板厚度以及材料强度对稳定承载力的影响。在此基础上,提出了适用于不等边角钢交叉斜材计算长度修正系数。通过以上内容的研究,主要得到以下几个结论:(1)对两种输电塔常用节间平面进行了足尺试验,研究了交叉斜材在一拉一压受力情况下的稳定性能。结果表明:不等边角钢失稳模式为面外面内同时屈曲;交叉斜材面外的应变最大截面发生在交叉点附近且靠近压杆下端方向。(2)建立了不等边角钢交叉斜材等效节间有限元模型,分别对材料强度、交叉点位置、斜材截面规格及节点板厚度在不同内力比值下的稳定性能进行了研究。当斜材处于一拉一压时,压杆承载力随拉力增加而增大;当斜材处于同时受压时,极限承载力随着两杆压力比值的增加而减小;在同时受压状态下,提高材料强度及交叉点位置对承载力的提高不会起到显著的作用;交叉斜材承载力随着节点板厚度的减小相应的较小,但随着钢材强度的提高,这种效应得到削弱;平面外肢长增大但平面内肢长减小时,在拉杆内力大于压杆内力0.6时,承载力减小,其余状态下承载力提高。(3)基于试验和有限元分析结果,提出了适用于不等边角钢交叉斜材的计算长度修正系数,并与现有规范进行了比较。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM753
【部分图文】：

标准尺寸,材性,试件

验方法》（GB228-87）[53]，构件的详细尺寸见图2.1，其中：L0——原始标距(mm)，Lc——平行长度(mm)，Lt——试样总长度(mm)，a——矩形截面试样平行长度的宽度(mm)，R——过渡弧半径(mm)。本次试件材料拉伸试验是在重庆大学岩土馆开展的。拉伸试验主要目的是为了得到本次试验所采用试件的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率等各项力学指标。图2.2为本次试验所得到的拉伸试验结果，从结果中可以看出本次试验所采用的材料屈服后有明显的屈服强化阶段，且屈服强度比材料名义强度稍微高，试件延性良好

材性试验,拉伸试验

钢材名义屈服强度为235MPa。拉伸试验所用材料均来自不等边角钢所用的母材，在每个母材的肢边取出材料制作成拉伸试验构件。拉伸试验所用到的仪器为INSTRON 1342 动静态材性试验机，如图2.2所示。拉伸试验构件设计尺寸按照《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》（GB/T2975-1998）[51]及《金属拉伸试验试样》（GB6397-86）[52]的规定进行制作，加载方法采用《金属拉伸试验方法》（GB228-87）[53]，构件的详细尺寸见图2.1，其中：L0——原始标距(mm)，Lc——平行长度(mm)，Lt——试样总长度(mm)，a——矩形截面试样平行长度的宽度(mm)，R——过渡弧半径(mm)。本次试件材料拉伸试验是在重庆大学岩土馆开展的。拉伸试验主要目的是为了得到本次试验所采用试件的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率等各项力学指标。图2.2为本次试验所得到的拉伸试验结果

曲线,材性试验,工程应力,标准尺寸