中歐規(guī)范關(guān)于角鋼輸電塔軸心壓桿穩(wěn)定計算的對比

冷彎不等邊角鋼在輸電鐵塔等一些特殊構(gòu)件中有較好的應(yīng)用前景。然而,現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50017—2002)、《冷彎薄壁型鋼技術(shù)規(guī)范(》gb50018—2002)及《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(dl/t5154—2002)沒有明確給出冷彎不等邊角鋼的設(shè)計計算方法,影響了冷彎不等邊角鋼的推廣應(yīng)用。文章結(jié)合型鋼穩(wěn)定理論和有限元數(shù)值模擬分析,研究了冷彎不等邊角鋼在軸心受壓條件下的穩(wěn)定性和彎扭屈曲承載力,給出了冷彎不等邊角鋼軸心受壓桿的穩(wěn)定系數(shù)公式,可供設(shè)計參考。

穩(wěn)定問題是輸電鐵塔中一個極其重要的問題,以輸電鐵塔軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)為研究對象,對美國鐵塔設(shè)計導(dǎo)則asce10-97、英國鐵塔設(shè)計規(guī)范bs8100-3及歐洲45kv以上架空輸電線路設(shè)計規(guī)范en50431-1中關(guān)于軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)規(guī)定進(jìn)行了介紹,并與中國架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定的穩(wěn)定系數(shù)dl/t5154進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:asce10-97關(guān)于軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)沒有考慮截面分類的影響,而dl/t5154、bs8100-3、en50431-1考慮了截面分類對穩(wěn)定系數(shù)曲線的影響;對于輸電鐵塔熱軋角鋼主材的穩(wěn)定系數(shù),asce10-97的大于dl/t5154、bs8100-3及en50431-1的穩(wěn)定系數(shù),與dl/t5154的相當(dāng);對于冷彎鋼管主材的穩(wěn)定系數(shù),asce10-97大于dl/t5154,bs8100-34和dl/t515相當(dāng),en50431-1最低。

以６４根單面螺栓連接的等邊單角鋼壓桿穩(wěn)定試驗資料為主要依據(jù)，結(jié)合國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范和有關(guān)技術(shù)規(guī)定中計算其壓桿承載力的計算結(jié)果，運用最小二乘法數(shù)據(jù)統(tǒng)計原理，推導(dǎo)出等邊單角鋼壓桿穩(wěn)定性的簡便驗算方法。

目的研究蜂窩構(gòu)件穩(wěn)定承載性能,為國家制定對蜂窩構(gòu)件設(shè)計應(yīng)用相關(guān)規(guī)范提供理論參考.方法以現(xiàn)有整體穩(wěn)定計算理論為基礎(chǔ),結(jié)合蜂窩構(gòu)件的受力機(jī)理和界面特性,對蜂窩構(gòu)件軸心受壓繞強(qiáng)軸整體穩(wěn)定進(jìn)行分析并采用基于試驗的有限元分析方法進(jìn)行數(shù)值分析加以驗證.結(jié)果當(dāng)有效截面積取毛截面時,三種開孔形式的蜂窩式軸壓構(gòu)件的臨界力理論值與特征值屈曲分析得出的臨界力的比較分析,誤差均在5%以內(nèi),用換算長細(xì)比的方法來考慮蜂窩孔對構(gòu)件剪切變形的影響是有效的.結(jié)論應(yīng)用基于試驗的方法建立有限元模型對蜂窩式構(gòu)件軸心受壓整體穩(wěn)定的計算分析取得了良好的效果.

2000kg 500kg500kg 3800kg g3 500kg m 停車庫的受力分析計算 一、停車狀態(tài)如下圖所示 二、分析立柱受力并校核 已知：立柱截面為環(huán)形，令鋼管厚度﹩=(d-d)/2為20mm即d-d=0.02,材料選為45#， 屈服強(qiáng)度s355mpa,安全系數(shù)n取為1.5，彈性模量取為210gpa，泊松比取為0.26。 解：簡化模型如圖1所示,顯然 mx>my,故按照mx情況進(jìn)行校 核。板自重m1=500kg，小車 自重為m2=2000kg。分析立柱 受力知其受壓力和彎矩（包含風(fēng) 載）， 故：需校核其強(qiáng)度 即， 1、起升載荷q的確定 起升載荷包括允許起升的最 大汽車重量、以及載車板，因起 升高度＜50米，故鋼絲繩質(zhì)量不計。 因起升速度rv0.2m/s,故起升載荷動載系數(shù)205.1min 故，2221mgmq

高桿燈壓桿穩(wěn)定的探討

以單面螺栓連接的等邊單角鋼壓桿穩(wěn)定試驗資料為依據(jù),利用大型有限元程序ansys建立了無中間支撐輸電塔受壓斜材的實體有限元模型,通過弧長法計算其極限荷載值,比較試驗結(jié)果和有限元計算值后發(fā)現(xiàn)誤差較小,說明該有限元模型可以滿足工程上的應(yīng)用。通過該模型計算了23組不同長細(xì)比的桿件,這組桿件拓寬了試驗的長細(xì)比范圍,并根據(jù)計算結(jié)果,運用最小二乘法數(shù)據(jù)統(tǒng)計原理,給出了適用于較大長細(xì)比范圍的修正長細(xì)比公式。

以輸電鐵塔十字組合雙角鋼構(gòu)件為研究對象,對美國《輸電鐵塔設(shè)計導(dǎo)則》(asce10)、英國《鐵塔設(shè)計規(guī)范》(bs8100)、歐洲《45kv以上交流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》(en50431)中關(guān)于十字組合雙角鋼軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力計算方法進(jìn)行了介紹,并與我國《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(dl/t5154)及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50017)進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:對于十字組合雙角鋼構(gòu)件穩(wěn)定性,gb50017和asce10同時考慮扭轉(zhuǎn)屈曲和彎曲屈曲,dl/t5154,en50431,bs8100僅考慮彎曲屈曲;對于十字組合雙角鋼構(gòu)件彎曲長細(xì)比,dl/t5154按實腹式構(gòu)件計算兩個軸的彎曲長細(xì)比,bs8100和en50431對于虛軸采用換算長細(xì)比進(jìn)行計算;對于輸電鐵塔十字組合雙角鋼構(gòu)件的軸壓穩(wěn)定抗力,bs8100和en50431計算結(jié)果接近,且大于dl/t5154計算結(jié)果,asce10計算結(jié)果大于gb50017。

在特高壓線路的鐵塔設(shè)計中,對鐵塔主材提出了采用q420及q460超高強(qiáng)熱軋等邊角鋼的建議,在設(shè)計計算中,不論采用我國現(xiàn)行《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》,還是美國ansi/asce10-97導(dǎo)則,均會遇到一個w/t,即角鋼肢寬與厚度之比的問題。文章就此問題,對設(shè)計理念及方法提出推析與建議的設(shè)計計算方法,以求超高強(qiáng)鋼材能早日應(yīng)用于線路鐵塔之中。

為了解干字形角鋼輸電塔在地震作用下的特點和規(guī)律,以某大跨度輸電塔為實際工程背景,基于空間梁單元建立了輸電塔的力學(xué)模型,并選取典型地震波進(jìn)行計算分析,觀察輸電塔4條塔腿相同位置主材桿件的軸應(yīng)力峰值響應(yīng)和塔頂位移響應(yīng)。研究表明:輸電塔4個塔腿主材桿件的軸應(yīng)力響應(yīng),在不同方向地震波作用下存在較大的差別,而塔頂基本相同。

高強(qiáng)度鋼材逐步開始在鋼結(jié)構(gòu)實際工程中得到應(yīng)用,其中包括大型輸電鐵塔中q420高強(qiáng)角鋼的應(yīng)用。但目前針對此類鋼材軸壓桿的穩(wěn)定性能研究還很少,其中一個很重要的原因在于對構(gòu)件初始缺陷(主要是殘余應(yīng)力)的研究非常匱乏。本文采用分割法對q420高強(qiáng)等邊角鋼的縱向殘余應(yīng)力進(jìn)行了試驗量測,試驗對象包括5種截面尺寸共計15個試件。基于試驗結(jié)果,本文分析了q420高強(qiáng)等邊角鋼殘余應(yīng)力的分布特點和數(shù)值大小,并與國內(nèi)外普通強(qiáng)度角鋼的殘余應(yīng)力試驗結(jié)果和規(guī)范采用的殘余應(yīng)力分布模型進(jìn)行了對比,結(jié)果表明,殘余應(yīng)力分布形式和絕對數(shù)值大小與鋼材強(qiáng)度沒有直接關(guān)系,但截面板件的寬厚比則會影響殘余應(yīng)力的大小。最后,本文提出了適用于q420高強(qiáng)等邊角鋼的較為準(zhǔn)確和安全的殘余應(yīng)力分布模型和計算公式。這為進(jìn)一步研究該類鋼材截面的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定性能提供了前提條件。

該文針對高強(qiáng)度等邊角鋼的局部穩(wěn)定受力性能,對q420熱軋等邊角鋼短柱進(jìn)行了軸心受壓試驗。根據(jù)試驗結(jié)果,該文對角鋼肢的彈性嵌固系數(shù)的取值進(jìn)行了研究,并與我國、美國和歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的相應(yīng)設(shè)計方法和計算公式進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明:我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對于角鋼肢的彈性嵌固系數(shù)的取值是合理的;美國和歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的計算結(jié)果較為接近,且均低于試驗結(jié)果,其設(shè)計方法安全合理。

《工程力學(xué)》壓桿穩(wěn)定3.

工程力學(xué)(經(jīng)典)第十六章壓桿穩(wěn)定

工程力學(xué)-壓桿穩(wěn)定3

國內(nèi)大型輸電鐵塔中已逐步采用q420高強(qiáng)度角鋼。為研究此類高強(qiáng)度等邊角鋼軸壓桿的整體穩(wěn)定性能,進(jìn)行了軸壓靜力試驗研究,試驗包括60個試件,截面類型選取了在所有熱軋角鋼截面中板件寬厚比最大的5種。基于試驗結(jié)果,研究了q420高強(qiáng)度等邊角鋼軸心受壓柱的失穩(wěn)破壞形態(tài)和極限承載力,通過計算得到其穩(wěn)定系數(shù),并與現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的柱曲線進(jìn)行了對比,同時分析了板件寬厚比超限對q420高強(qiáng)度等邊角鋼軸壓柱失穩(wěn)破壞形態(tài)和穩(wěn)定承載力的影響。結(jié)果表明:該類構(gòu)件以彎扭失穩(wěn)為主,根據(jù)試驗實測得到的穩(wěn)定系數(shù)明顯高于現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的等邊角鋼所在的b類截面柱曲線,甚至高于a類截面柱曲線。研究為后續(xù)的有限元計算和數(shù)值參數(shù)分析提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為設(shè)計方法提供了參考建議。

對美國土木工程師協(xié)會asce《輸電鐵塔設(shè)計導(dǎo)則》(簡稱《美國導(dǎo)則》)與中國的《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(dl/t5154—2002)中熱軋角鋼寬厚比限值進(jìn)行了探討,并且比較了角鋼局部屈曲失穩(wěn)問題的不同方法得到的強(qiáng)度折減系數(shù)。通過六組不同長細(xì)比的等邊角鋼軸心受壓試驗,結(jié)果表明現(xiàn)行桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用dl/t5154—2002標(biāo)準(zhǔn)計算方法得到的等邊角鋼強(qiáng)度折減系數(shù)是偏保守的。在借助有限元分析結(jié)果并結(jié)合我國的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》(gb50017—2003)和《美國導(dǎo)則》的基礎(chǔ)上,對《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中等邊角鋼的強(qiáng)度折減系數(shù)提出了修正建議。

q235-a鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ 表1 λ0123456789 01.0000.9970.9950.9920.9890.9870.9840.9810.9790.976 100.9740.9710.9680.9660.9630.9600.9580.9550.9520.949 200.9470.9440.9410.9380.9360.9330.9300.9270.9240.921 300.9180.9150.9120.9090.9060.9030.8990.8960.8930.889 400.8860.8820.8790.8750.8720.8680.8640.8610.8580.855 500.8520.8490.8460.8430.83

精心整理 q235-a鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ 表1 λ0123456789 01.00 0 0.99 7 0.99 5 0.99 2 0.98 9 0.98 7 0.98 4 0.98 1 0.97 9 0.97 6 100.97 4 0.97 1 0.96 8 0.96 6 0.96 3 0.96 0 0.95 8 0.95 5 0.95 2 0.94 9 200.94 7 0.94 4 0.94 1 0.93 8 0.93 6 0.93 3 0.93 0 0.92 7 0.92 4 0.92 1 300.91 8 0.91 5 0.91 2 0.90 9 0.90 6 0.90 3 0.89 9 0.89 6 0.89 3 0.88 9 400.88 6 0.8

. .' q235-a鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ 表1 λ0123456789 01.0000.9970.9950.9920.9890.9870.9840.9810.9790.976 100.9740.9710.9680.9660.9630.9600.9580.9550.9520.949 200.9470.9440.9410.9380.9360.9330.9300.9270.9240.921 300.9180.9150.9120.9090.9060.9030.8990.8960.8930.889 400.8860.8820.8790.8750.8720.8680.8640.8610.8580.855 500.8520.8490.8460.8

隨著城市用電量的增加，市區(qū)建設(shè)的１１０ｋｖ高壓輸電線路必將越來越多。鋼管桿與角鋼鐵塔各有優(yōu)勢。在選擇輸電桿塔時，應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計條件，在其各自量佳適用范圍內(nèi)選擇。不可盲目“趕潮”。

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