[发明专利]一种K型腹杆格构式输电塔及其稳定性分析方法有效

专利信息
申请号: 201510654719.1 申请日: 2015-10-10
公开(公告)号: CN105386631B 公开(公告)日: 2019-01-22
发明(设计)人: 张意;黄海斌;陈怡宏;雷运波;陈乔;段文川 申请(专利权)人: 重庆建工住宅建设有限公司;中国人民解放军后勤工程学院;重庆建工集团股份有限公司
主分类号: E04H12/10 分类号: E04H12/10;G06F17/50
代理公司: 重庆中之信知识产权代理事务所(普通合伙) 50213 代理人: 张景根
地址: 400000*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 一种 型腹杆格构式 输电 及其 稳定性 分析 方法
【权利要求书】:

1.一种K型腹杆格构式输电塔的稳定性分析方法,包括以下步骤:

1)计算节点处的节点初始刚度,首先以节点处螺栓的抗剪刚度和孔壁的挤压刚度组合转换为节点板相对主体钢的弯矩-转角刚度计算公式,然后采用Hermite插值多项式及最小势能原理推导考虑节点连接刚度的薄壁杆件单元的刚度矩阵,最后采用能量法原理,推导出考虑半刚性连接空间节点的弯矩-转角关系的计算模型;

2)建立输电塔非线性有限元模型,将半刚性连接设置在塔腿的中间斜材和主材连接处以及中间斜材和人字形斜材连接处,利用步骤1)中计算得到的半刚性连接节点的弯矩-转角关系的计算模型对该模型进行约束,并进行有限元分析,分析过程采用弧长法逐步加载;

可调整将塔腿处主材和斜材的夹角、塔腿高度及塔腿处节点数参数,分析其对塔腿受力性能的影响;

步骤1)中螺栓的抗剪刚度采用采用虚功原理和单位载荷法计算;

步骤2)包括一下步骤:

a)创建模型,模型创建过程采用SOLID95实体单元模拟主体梁、主体柱、梁节点板、柱节点板、梁杆、柱杆及螺栓;

b)求解控制参数,求解过程利用牛顿-拉普森方法求解,NLGEOM选择大变形效应命令,子步数取50,平衡迭代最大次数取30,打开线性收索、自动时间步和自由度求解预测器;

c)加载求解及查看结果,根据试验测点的位置提取有限元模型中相应计算点的位移数据,进入POST26后处理模块,绘出全过程曲线;

步骤2)中,可调整主体梁和主体柱的直径、管壁厚度、节点板高度、两块节点板之间的夹角参数,分析节点半刚性对结构受力性能的影响;

K型腹杆格构式输电塔包括塔腿、塔体及塔顶,所述塔腿、塔体及塔顶均由杆系和设置在各杆之间的节点构成,所述节点为半刚性节点,所述节点为K型节点,其特征在于:所述节点为梁节点或柱节点;

所述梁节点包括设置在同一水平面的主体梁、梁节点板、梁杆,所述梁节点板焊接设置在所述主体梁上,所述梁杆通过螺栓安装在所述梁节点板上,所述主体梁单侧的梁杆与主体梁组成K型结构,所述主体梁采用钢管,所述主体梁上贯穿设置有若干梁贯穿支管,所述梁贯穿支管与所述梁节点板所在平面构成倾角;

所述柱节点包括主体柱、与所述主体柱垂直的柱节点板及与所述柱节点板在同一水平面的柱杆,所述柱节点板焊接设置在所述主体柱上,所述柱杆通过螺栓安装在所述柱节点板上,所述主体柱的单侧柱杆与主体柱组成K型结构,所述主体柱采用钢管,所述主体柱上贯穿设置有若干柱贯穿支管,所述柱贯穿支管与所述柱节点板所在水平面构成倾角;

所述梁节点还包括用于加强所述梁节点板与主体梁连接强度的竖直环板,所述竖直环板通过焊接环绕所述主体梁,所述竖直环板同时垂直与主体梁和梁节点板,所述竖直环板焊接靠设在所述梁节点板任意一侧的边缘上;所述柱节点板为环绕设置在所述主体柱上的水平环板。

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