[发明专利]一种角钢交叉斜材稳定承载力试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种角钢交叉斜材稳定承载力试验装置，涉及供电试验装置领域，包括两间隔设置的固定结构；分别铰接于一固定结构上的第一支撑主材和第二支撑主材；拉压力测量组件，其包括高度可调且固定设置并用于测量水平千斤顶压力或拉力的压力传感器；固定设置的水平液压千斤顶；电子位移计，用于测量第一支撑主材和第二支撑主材远离所述固定结构一端的位移。本发明的角钢交叉斜材稳定承载力试验装置可考虑另一杆的扭转刚度对目标压杆的约束作用，提供了较现有试验装置能更合理的检测角钢构件的弯扭失稳的载荷数据及获得更准确的稳定承载力计算值的装置平台。

技术领域

本发明涉及供电试验装置领域，具体涉及一种角钢交叉斜材稳定承载力试验装置及方法。

背景技术

采空区塌陷一直是影响电力线路安全运行的重大隐患，采空区地质灾害造成输电线路杆塔倾斜、基础下沉，被迫停运、改线的事件时有发生，有些线路诱发地线断线、导地线风偏故障，有些线路甚至被迫停电、移塔、改线。角钢交叉斜材稳定承载力的科学计算是输电铁塔结构设计的重要内容，也是采动区输电铁塔破坏机理与变形控制技术研究的前提条件。

目前，关于输电铁塔角钢交叉斜材稳定承载力的计算，已经进行了一些研究。国内外学者目前主要通过强度折减法和换算长细比法等进行角钢交叉斜材稳定承载力的计算。

在相关计算过程中，均认为当另一杆的拉力与压杆压力的比值大于0.20以上时，拉杆对压杆提供充分的约束，并将交叉点作为平面外的支点使用；其他情况下则不考虑中间交叉点的约束。

我国现行的《钢结构设计规范》详细考虑了拉压斜材中拉力和压力比值对计算长度的影响，认为两杆均受压的交叉斜材不应考虑另一压杆的约束作用，而主要从两个方面进行考虑：对单角钢稳定承载力计算构件的强度进行折减；考虑交叉斜材两个杆件受力比值确定压杆的计算长度，然后进行计算。而《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)则不考虑两杆实际轴力的比值，而是根据杆件端部的约束情况和交叉斜材的具体类型，对其长细比进行调整，然后进行轴心受压构件的稳定承载力计算。

陈绍蕃和朱永庆对于交叉斜材的计算方法进行了研究，两者均考虑了两杆失稳的侧移相关性。陈绍蕃将交叉斜材的压杆视为端部偏心受压构件，推导了压杆和拉杆的侧移刚度方程，利用交叉点处的综合侧向刚度为0的条件，推导了中点相交和非中点相交的交叉斜材的稳定承载力。而朱永庆则将拉杆作为压杆的弹性支座，建立了轴心受压角钢的稳定挠曲微分方程，并对其长细比和计算长度的取值进行了研究。此外，陈骥和童根树等均对交叉斜材的平面外的稳定承载力计算进行了研究，但二者仅考虑了两杆在中点交叉的特例，并未给出一般性结论。

目前存在的上述方法只考虑了拉杆(或者另一受力较小的压杆)对压杆在平面外的线弹性约束(约束线位移)，并未考虑该杆件对交叉点的扭转约束。上述测试方法的前置假设与实际情况存在差距，现有角钢交叉斜材稳定承载力试验装置也无法测试研究杆件对交叉点的扭转约束。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种角钢交叉斜材稳定承载力试验装置及方法，能更合理检测角钢构件的弯扭失稳的载荷数据及获得更准确的稳定承载力计算值。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种角钢交叉斜材稳定承载力试验装置，包括：

两间隔设置的固定结构；支撑主材1，其包括第一支撑主材11和第二支撑主材12，所述第一支撑主材11和第二支撑主材12分别铰接于一固定结构上，且所述第一支撑主材11上设有至少两个第一固定孔位13，所述第二支撑主材12上设有至少两个与第一固定孔位13相对应的第二固定孔位14；拉压力测量组件，其包括和第一支撑主材11相连的水平千斤顶2和压力传感器5，所述压力传感器5高度可调且固定设置并用于测量水平千斤顶2对压力传感器5的压力或拉力；固定设置的水平液压千斤顶3，其与第二支撑主材12相连；电子位移计4，用于测量第一支撑主材11和第二支撑主材12远离所述固定结构一端的位移。