赵庆斌[1]2004年在《送电铁塔单角钢受压极限承载力研究》文中提出本文对送电铁塔结构的类型、构造特点、荷载性质进行了介绍，对压杆的稳定理论和极限荷载理论计算方法进行了阐述。送电铁塔杆件单角钢压杆的极限承载力，是压杆稳定理论问题中极值点稳定问题，极值点失稳的理论计算属于非线性结构分析的范畴，很难用解析求解，通常用数值分析的方法求得数值解。本文用数值分析的方法，按《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL／T 5154-2002)定义的6种杆端边界条件，即：两端中心受压、一端中心另端偏心受压、两端偏心受压、一端有约束、两端有约束、两端无约束，应用ANSYS软件，对一端有约束、两端无约束和两端有约束边界条件下，初始弯曲、残余应力、初始偏心、安装误差、尺寸误差5种杆件缺陷分别对极限承载力的影响进行了有限元分析，求出了相应的极限承载力。 由计算知，截面的几何尺寸误差对单角钢压杆的极限承载力影响是最大的，但这恰恰是目前被国内设计规范(规定)所忽略的。 在两端无约束情况下，找出两种最不利的影响因素进行组合，算出相应的φ值曲线。根据已求得的极限承载力，采用Perry型公式，求公式参数α，并求出α=α(λ)，从而得到φ=φ(λ)。 一端有约束和两端有约束情况，通过修正长细比kλ得到φ。 经过比较，本文提出的φ值曲线与《钢结构设计规范》的差-2％～22％，与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》的差-19.1％～4.8％，介于两个规范(规定)之间。
孟路希[2]2009年在《Q460等边角钢稳定承载力的试验研究》文中指出随着我国电力需求的不断增长,电网技术的持续进步,输电线路铁塔向大型化发展。长期以来,我国输电线铁塔所用钢材局限于Q235和Q345两种强度等级。和国外先进国家相比,我国输电杆塔结构所用的钢材种类少、强度值偏低、可选择余地小。当杆塔荷载较大时,只能采用组合截面来弥补材料强度低的不足,增大了设计、加工的工作量。高强钢具有强度高、承载能力强的特点,采用高强钢是有效缓解上述矛盾的措施之一。在输电线路铁塔中使用高强钢,既有明显的技术经济效益,又有利于提高我国输电线路的建设水平。为了增加端面的承载能力。这样就希望采用肢宽与肢厚之比较大的角钢,但是当宽厚比较大时,如果长细比较小,肢边缘处会在杆件尚未发生整体失稳前,先发生肢边缘处局部性的屈曲失稳,这就使高强钢受力时不能充分发挥其稳定承载力,使高强钢的推广应用成为一个障碍。因此不仅要对高强钢的整体稳定性能进行研究,还要对其局部稳定能力进行探讨。本文主要研究的对象是高强等边角钢Q460。本文通过对ASCE《输电铁塔设计导则》(简称《美国导则》)与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(简称《02规定》)中热轧角钢宽厚比限值的探讨,进行了六组不同长细比的轴心受压试验,试验表明,该试验装置构造合理,符合实际要求,并且提出了对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中压杆稳定强度折减方法的不同看法,同时还结合《钢结构设计规范》和美国规范推荐了修正处理方法。最后采用有限元分析软件ANSYS对Q460高强等边单角钢L125x8压杆在考虑初始缺陷的情况下建模进行稳定性分析。考察Q460高强等边角钢在轴心受压的破坏形态和极限承载力,并且将ANSYS的分析结果和试验结果对比分析。通过试验和有限元方法的研究结果表明,当长细比较小时,宽厚比对角钢局部屈曲的影响较明显,但当长细比较大时,宽厚比对局部屈曲没有太大的影响。而且ANSYS计算结果和试验结果吻合较好。
李龙[3]2010年在《Q460高强角钢螺栓抗剪连接受力性能试验研究》文中研究表明随着经济社会的快速发展,我国电力需求不断增长,电力事业步入新的发展轨道,大容量、长距离、高电压等级输电线路的迅速发展使得输电线路铁塔日趋向大型化发展,所承受的荷载亦不断增大,通常使用Q235和Q345角钢在强度和规格上都难以满足大荷载杆塔的使用要求。当设计荷载较大时,通常采用组合截面的方法来满足承载力的要求,这样必然增多输电塔杆件的数量及加大节点的拼接难度,对资源造成一定的浪费。为了有效解决这一问题,高强度钢材的使用已成为必然,它不仅可以满足杆塔强度设计要求,避免采用组合截面,还可以降低塔体的自重和施工难度。本文在理论分析和Q460高强角钢螺栓及接头试验的基础上(在螺栓试验中,角钢为L125x8,试件共叁种规格,分别为SK101、SK102、SK103,每种规格设计了1组试件,每根试件每一肢有6个试验孔,一共12个试验孔,其中一肢采用8.8级螺栓进行试验,另一肢采用6.8级螺栓进行试验；在接头试验中,共设计了4组试件,每组3件,其中压力试验2组,拉力试验2组,试件截面为L125×10及L160x12,螺栓分别为6.8级和8.8级,L125x10设计为单包双排孔,L160x12设计为双包双排孔),系统地研究了Q460高强角钢螺孔螺杆极限强度及接头承载力,然后将试验结果与现行规范进行了比较,探讨与分析了现行规范对Q460高强角钢的适用性。研究建议：Q460高强钢螺栓连接的最小端距应取2.0d,最小边距应取2.0d；Q460高强钢螺栓连接孔壁承压计算中孔壁承压设计值取(?)=1.33σb；对于6.8级和8.8级高强螺栓的抗剪承载力设计值取(?)=0.45σb；建议在Q460高强角钢螺栓拼接受拉接头截面强度计算中,极限承载力以净截面拉断为准则,并考虑Q460高强钢塑性能力低的特性,引入净截面效率η=0.8；建议Q460高强角钢螺栓拼接受拉接头在实际工程中采用单包连接；建议Q460高强角钢螺栓拼接受压接头在实际工程中采用双包连接。
曹现雷[4]2010年在《Q460高强角钢受压构件稳定承载力研究》文中认为高强角钢以其优越的高强度性能、建造适应性及经济性而在输电线铁塔中得到了越来越广泛的应用。论文以热轧Q460高强单角钢在输电线路铁塔结构设计的应用为研究目的,结合输电铁塔主材角钢构件的叁种连接形式,设计了48根轴心受压角钢构件、48根一端轴心一端偏心受压角钢构件和48根两端偏心受压角钢构件,对叁类共计144根受压构件进行了静力加载试验研究。研究了不同截面型号、不同长细比和不同端部支座条件下高强角钢的破坏模式、极限承载力、变形性能和截面应变分布等力学性能特征。为深入理论分析和提出工程设计建议提供了基础的试验素材。试验表明,小长细比试件局部屈曲失稳起控制作用,大长细比试件整体失稳起控制作用。长细比越大,试验值越高于理论值,用现行规范设计高强角钢受压构件会越安全。宽厚比越大,对小长细比构件中载面扭转效应影响较大。轴心受压构件试验可采用双刀口支座代替球铰支座；一端轴心一端偏心受压试件轴心端可采用双口支座或球铰支座；两端偏心受压试件试验表明,美国ASCE10-1997导则公式中考虑了角钢构件端部有利约束效应。采用有限元分析软件ANSYS对试件进行叁维实体建模,仿真分析时考虑材料非线性、几何非线性、接触非线性等因素影响。分析了构件的变形模态、极限承载能力、长细比对转角影响、宽厚比对承载力的影响及残余应力的影响等受力性能。有限元结果与试验结果吻合良好,残余应力对试件承载力影响小于5%。在模型试验和仿真试验的基础上提出了新的稳定系数曲线模型,依据稳定系数公式建立相应的设计方法,结合参数分析给出了设计Q460高强角钢受压构件稳定承载力的实用计算公式。将试验结果和本文建议公式计算结果进行了比较,结果表明,建议公式与试验结果吻合较好。论文对Q460角钢受压构件的试验和理论分析结果可供工程设计或相关研究参考。
欧阳效明[5]2016年在《等边角钢两端偏心受压试验研究及有限元分析》文中提出等边角钢由于具有方便连接等特点,所以在输电铁塔的建设中得到广泛使用,其中包括大量的单面连接的受压结构,常见的有受力复杂的两端偏心受压结构,为了使输电塔的设计更加经济合理,本文以等边角钢两端偏心受压结构在输电线路铁塔结构设计的应用为研究目的,设计了4种角钢规格共计12根两端偏心受压角钢构件,对试件进行静力加载试验研究。研究了在不同截面型号以及不同长细比条件下角钢的破坏形态、变形性能、极限承载力以及应力分布等力学性能特征,为深入理论研究分析和提出工程设计建议提供基础试验素材。试验表明:试件主要以整体屈曲失稳起控制作用,并且在受压达到极限状态时产生绕平行于连接肢轴的弯曲变形,在达到极限承载力之前,角钢中截面产生的扭转及上端球铰产生的转动均不大,分析时可以暂时忽略试件及球铰的扭转;分别对比我国规范设计及美国规范设计计算结果表明,试验结果与美国规范设计值较为接近,而与我国规范设计值相差较大,其承载力差值平均在30%左右,对比结构整体稳定系数表明,发现我国规范在设计公式中只考虑了角钢截面最小回转半径的影响,而试验中构件产生绕平行于连接肢轴的弯曲变形,所以按钢结构设计规范计算得到的稳定系数是偏于安全的。采用有限元分析软件ANSYS对试件进行叁维建模,仿真分析时考虑材料非线性以及几何非线性等影响因素。分析了构件的破坏模式、变形性能、极限承载力、应力应变以及长细比、宽厚比、节点板厚度、角钢搭接长度对构件受力性能的影响。仿真分析表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好,对比极限承载力其差值均在10%的合理范围之内,表明可以利用有限元分析对构件进行深入研究;通过分析试件的长细比、宽厚比、节点板厚度、搭接长度等因素表明,长细比、宽厚比、节点板厚度、搭接长度等因素可以对构件的受力性能产生一定的影响,其中在其他条件不变的情况下,试件长细比较小时,宽厚比、节点板厚度以及角钢搭接长度对构件的受力性能影响较小,当长细比较大时,宽厚比、节点板厚度以及角钢搭接长度对构件的受力性能影响较大。
刘盼[6]2008年在《高强等边角钢极限承载力及稳定性试验与分析》文中研究表明随着我国电力需求的不断增长,电网技术的持续进步,输电线路铁塔向大型化发展。长期以来,我国输电线铁塔所用钢材局限于Q235和Q345两种强度等级。和国外先进国家相比,我国输电杆塔结构所用的钢材种类少、强度值偏低、可选择余地小。当杆塔荷载较大时,只能采用组合截面来弥补材料强度低的不足,增大了设计、加工的工作量。高强钢具有强度高、承载能力强的特点,采用高强钢是有效缓解上述矛盾的措施之一。在输电线路铁塔中使用高强钢,既有明显的技术经济效益,又有利于提高我国输电线路的建设水平。本文主要研究的对象是高强等边角钢Q460。为确保将高强等边角钢Q460合理安全地应用于输电线路铁塔上,本文对Q460高强等边单角钢L125x10进行了5组不同长细比的轴心受压试验研究,以及对Q460高强等边单角钢L140x12进行了3组不同长细比的偏心受压试验研究。试验表明,该试验装置构造合理,符合实际要求。同时,分析了影响该角钢极限承载力的因素,并且把试验结果与现行《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154—2002规范和美国《输电铁塔设计导则》的计算结果相比较,绘出相应的λ? ?柱子曲线。本文根据试验分析结果对规范公式做一些细微的调整,提出Q460高强等边角钢的在轴心受压和两端偏心受压下的长细比修正系数。最后采用有限元分析软件ANSYS对Q460高强等边单角钢L125x10、L140x12压杆建模进行稳定性分析。考察Q460高强等边角钢在轴心受压和两端偏心受压下的破坏形态和极限承载力,并且将ANSYS的分析结果和试验结果对比分析。通过试验和有限元方法的研究结果表明,可以发现一般来说,轴心受压构件在长细比较小时,容易发生弯扭失稳破坏,而在长细比较大时,容易发生弯曲失稳破坏。而且ANSYS计算结果和试验结果吻合较好。
王翰哲[7]2009年在《两端偏心受压的Q460热轧等边单角钢整体稳定承载力试验研究》文中认为高强角钢相比传统Q235、Q345角钢,有着巨大的优势。一方面,由于材料强度的提高,构件的承载能力也有了明显的提高。因而,在实际工程中应用高强角钢可以大量减少用钢量,从而达到节省钢材的目的;而且,采用高强角钢的结构,可以避免很多构件由于承载能力不足而采取组合截面形式,减少工程的安装量和工程难度。随着我国电力行业的不断发展,高强角钢将会扮演越来越重要的角色。对于传统热轧等边角钢,其两端偏心受压的整体稳定承载力,以及残余应力和连接形式等影响其整体稳定承载力的因素,国内外都做了大量的实验和理论研究。但是,对于两端偏心受压的Q460热轧等边单角钢的整体稳定承载力的研究还很少。目前的大多数规范都没有将Q460热轧角钢列入可选材料范围内。我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和美国ASCE-1997中关于角钢用作两端偏心受压杆件时的稳定承载能力计算公式是否适用于Q460高强角钢还需要试验验证。因此,本文对两端偏心受压的Q460单角钢构件进行整体稳定承载力试验,并通过ANSYS建模进行有限元分析,着重检验美国规范中的设计方法对Q460高强角钢的适用性,并根据试验结果对规范提出修改建议,从而使之更好的指导Q460高强角钢在工程中的应用。从本文的研究得出结论:美国ASCE-1997规范的设计方法偏于保守,本文提出了修正公式。
范金凯[8]2009年在《Q460高强等边单角钢轴心受压杆件的理论与试验研究》文中进行了进一步梳理在输电线路铁塔设计中,对铁塔主材提出了采用Q460超高强热轧等边单角钢的建议。等边单角钢为单轴对称截面,除绕非对称轴失稳为弯曲失稳外,绕其他任意轴失稳均为弯扭失稳。在计算Q460高强等边单角钢轴心受压杆件极限承载力时,《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中使用的计算方法较为繁杂,计算值明显偏小,计算结果过于保守,不利于高强钢的推广和应用。针对这一问题,本文通过48根Q460等边单角钢轴心受压杆件的试验(试件分为4种截面类型,每种截面的试件各取4种长细比),研究了这类杆件的极限承载力和破坏形态。试验结果表明,Q460等边单角钢轴心受压杆件的极限承载力明显高于普通钢材的同类型杆件,具有良好的经济性。借助有限元分析软件,对Q460等边单角钢轴心受压杆件的弯曲屈曲和弯扭屈曲进行了考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析,并考虑了残余应力、几何缺陷的不利影响,通过对比分析,提出了简单实用的稳定系数计算公式。结果表明:本文提出的计算公式与试验值符合较好。
刘丽敏[9]2007年在《高强钢在特高压输电塔中的应用》文中指出近年来，我国电力事业高速发展。就电压等级而言，从原先的110KV、220KV向超高压330KV、500KV发展。目前，我国电网正在开展1000kV特高压输电线路的规划研究工作。1000kV输电塔的塔重与现在相比会发生质的变化，塔重将增加4～5倍。这就对输电塔的结构设计、钢材强度提出了更高的要求。为了使输电塔经济合理，钢材强度就必须大幅提高，需要使用Q390、Q420、Q460等低合金高强度钢材。 本文结合本课题组所设计的国内南方某一将要建设的特高压直流输电线路塔，先通过计算几个工程实例，分别比较选用Q345和Q390、Q345和Q420、Q345和Q460不同钢材以后铁塔的总重的变化，来说明选用高强钢的经济优化价值。 本文主要研究的对象是Q460等边单角钢，因此采用已成熟的有限元分析软件ANSYS对于Q460钢材进行稳定分析，考察Q460高强等边角钢等在不同约束条件下的承载力，对结果进行归纳和分析，得出相关结论，与我国《杆塔技术规定》中的值进行比较，并绘出其λ-φ柱子曲线，结合我国的相关规范提出适合我国国情的设计方法和设计参数，以用于指导实际工程。 在上述研究的基础上，最后本文讨论了轴心受压热轧等边角钢肢边缘局部屈曲稳定计算方法，并将各个规范中的设计理念及方法进行了比较和推析，得到了一些基本结论，使超高强钢能早日应用于线路铁塔设计之中。
李天际[10]2010年在《高强单角钢受压构件极限承载力的试验与理论研究》文中认为随着我国电力事业不断发展,输电铁塔逐渐向大型化过渡,所承受的荷载亦同时增大。当设计载荷较大时,通常采用组合截面的方法来满足承载力的要求,这样必然增多输电塔杆件的数量及加大节点的拼接难度,造成资源的浪费。为了更有效地发挥铁塔的效益,高强度钢材的使用刻不容缓。它不仅可以满足单角钢的强度设计要求,避免采用组合截面,还可以降低塔体的自重和施工难度。本文是在本课题组对Q460高强等边单角钢一端偏心受压构件试验研究的基础之上完成的。本次用于试验的试件共16组,每组3根截面尺寸相同的试件,一共48根试件。本次试验试件共有四种长细比,分别为：30、45、60和80；其截面形式分别为：L125×10、L140×12、L160×10和L160×12。在对试验做了分析后,使用有限元软件ANSYS对试验构件进行了仿真分析。通过与试验结果的对比分析,验证了有限元分析的适用性和正确性。在此基础上进行了一系列的参数分析,考察了初始几何缺陷、弹性模量、连接板厚度及长细比等因素对Q460高强等边单角钢一端偏心受压构件的影响,提出了设计建议。然后,用有限元软件ANSYS对两种截面角钢在不同长细比下的极限承载力进行了分析(其宽厚比均未超过ASCE10-97规定限值)。最后,通过对试验数据和有限元结果的分析并与ASCE10-97规范公式计算结果对比,提出了对ASCE10-97规范和我国DL／T5154-2002规定关于等边角钢一端偏心受压构件长细比公式的修正建议。研究表明：在实际工程中,对中小长细比构件的初弯曲限值可以规定为不超过L／250。但对于大长细比构件,应该使其限值不超过L／1000。当连接板厚度与角钢肢宽比值不超过0.2时,板厚对承载力产生的影响不大,超过0.2时,影响显着增加。连接板非连接处长度、弹性模量及残余应力对构件承载力影响很小。《美国输电铁塔设计导则》(ASCE10-97)对于宽厚比未超过限值构件和宽厚比超限构件的计算都不是很理想,对大长细比构件的计算则显得过于保守。
参考文献：
[1]. 送电铁塔单角钢受压极限承载力研究[D]. 赵庆斌. 西南交通大学. 2004
[2]. Q460等边角钢稳定承载力的试验研究[D]. 孟路希. 重庆大学. 2009
[3]. Q460高强角钢螺栓抗剪连接受力性能试验研究[D]. 李龙. 西安建筑科技大学. 2010
[4]. Q460高强角钢受压构件稳定承载力研究[D]. 曹现雷. 西安建筑科技大学. 2010
[5]. 等边角钢两端偏心受压试验研究及有限元分析[D]. 欧阳效明. 广州大学. 2016
[6]. 高强等边角钢极限承载力及稳定性试验与分析[D]. 刘盼. 重庆大学. 2008
[7]. 两端偏心受压的Q460热轧等边单角钢整体稳定承载力试验研究[D]. 王翰哲. 西安建筑科技大学. 2009
[8]. Q460高强等边单角钢轴心受压杆件的理论与试验研究[D]. 范金凯. 西安建筑科技大学. 2009
[9]. 高强钢在特高压输电塔中的应用[D]. 刘丽敏. 同济大学. 2007
[10]. 高强单角钢受压构件极限承载力的试验与理论研究[D]. 李天际. 西安建筑科技大学. 2010
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