[发明专利]一种钢管塔塔腿斜材与塔身主材节点处环板设计校验方法

说明书

本发明公开一种钢管塔塔腿斜材与塔身主材节点处环板设计校验方法，包括：获取钢管塔中塔腿斜材的内力、塔身主材与塔腿斜材的夹角、竖向节点板尺寸和塔身主材钢管外径；根据夹角和塔身主材钢管外径，得到环板节点的偏心距；根据偏心距、内力和夹角，得到环板节点的弯矩和拉压力；根据上环板与下环板的尺寸，确定上环板与下环板间的近似刚度比；根据弯矩、拉压力、近似刚度比和竖向节点板尺寸，得到环板等效作用力设计值，根据环板等效作用力设计值对环板设计尺寸进行校验。通过对钢管塔塔腿斜材与塔身主材的环板节点进行等效作用力的精确计算，实现了塔腿斜材与塔身主材节点及环板的一体化设计和管控。

技术领域

本发明涉及钢管塔结构设计技术领域，特别是涉及一种钢管塔塔腿斜材与塔身主材节点处环板设计校验方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，对钢管塔的设计和管控中，针对塔身主材与斜材、横担上下平面主材与塔身主材、交叉斜材节点及环板的等效作用力均有相关计算方法；但是针对塔腿斜材与塔身主材的节点及环板等效作用力却未有相关计算方法，而且在一些标准或规范中，也都未考虑塔腿斜材内力对节点系统产生的偏心弯矩的作用，所以对环板尺寸的设计和校验均存在一定误差。

另外，塔腿斜材与塔身主材的节点与钢管塔上其他普通节点不同，因其下环板(踏脚板)与上环板的刚度差异较大，导致拉压力的分配与其他节点处拉压力的分配有所差异，所以其他普通节点的计算方式并不适用于塔腿斜材与塔身主材的节点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种钢管塔塔腿斜材与塔身主材节点处环板设计校验方法，通过对钢管塔塔腿斜材与塔身主材的环板节点进行等效作用力的精确计算，实现了塔腿斜材与塔身主材节点及环板的一体化设计和管控。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钢管塔塔腿斜材与塔身主材节点处环板设计校验方法，包括：

获取钢管塔中塔腿斜材的内力、塔身主材与塔腿斜材的夹角、竖向节点板尺寸和塔身主材钢管外径；

根据夹角和塔身主材钢管外径，得到环板节点的偏心距；

根据偏心距、内力和夹角，得到环板节点的弯矩和拉压力；

根据上环板与下环板的尺寸，确定上环板与下环板间的近似刚度比；

根据弯矩、拉压力、近似刚度比和竖向节点板尺寸，得到环板等效作用力设计值，根据环板等效作用力设计值对环板设计尺寸进行校验。

作为可选择的实施方式，所述环板节点的偏心距为：塔身主材钢管外径的一半与夹角正切值的比值。

作为可选择的实施方式，所述环板节点的弯矩为：偏心距、内力和夹角正弦值的乘积。

作为可选择的实施方式，所述环板节点的拉压力为：内力和夹角正弦值的乘积。

作为可选择的实施方式，所述上环板与下环板间的近似刚度比为：

确定上环板厚度、上环板宽度与钢材弹性模量的第一乘积；

确定下环板厚度、下环板宽度与钢材弹性模量的第二乘积；

第一乘积与第二乘积的比值为上环板与下环板间的近似刚度比。

作为可选择的实施方式，所述环板等效作用力设计值为上环板等效作用力的绝对值与下环板等效作用力的绝对值中的最大者。

作为可选择的实施方式，所述上环板等效作用力为：

确定拉压力与其所占近似刚度比的比例的乘积；

弯矩与竖向节点板长度的比值；