鋼管塔橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點的受力性能及極限承載力研究

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1、密級：公開ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工學(xué)碩ｄｂ學(xué)位論文鋼管塔橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點的受力牲能及極限承載力研究ＢｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄＵｌｔｉｍａｔｅＳ化ｅｎｇｔｈｏｆＳｔｅｅｌＴｕｂｕ?。幔颍牐剩铮椋睿簦螅牐蹋铮悖幔簦澹洌崳姡幔簦牐簦瑁澹牐桑睿簦澹颍螅澹悖簦椋锿梗牐铮妫牐簦瑁澹牐裕铮鳎澹颍牐幔睿洌牐茫颍铮螅螅牐粒颍恚崳妷︷B(yǎng)單位：主木工程學(xué)院專業(yè)：橋梁與隧道工程研究生：楊子雞指導(dǎo)教師：王新敏教授二０—一五年月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作＾及取得的研究成果。盡

2、我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方夕ｈ，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得石家莊鐵道學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：命Ｓ種日期：ＷＵ、／關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解石家莊鐵道大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部口送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查廚和借閱，同意學(xué)校將論文加入《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》。本人授權(quán)石家莊鐵道大學(xué)，可ｔ＾ｉＪ＾用影印、

3、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可１＾公布論文的全部或部分內(nèi)容。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：柄１日期：心辟導(dǎo)師簽名：日期：ｌＡ［密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文鋼管塔橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點的受力性能及極限承載力研究BehaviorsandUltimateStrengthofSteelTubularJointsLocatedattheIntersectionoftheTowerandCrossArm培養(yǎng)單位：土木工程學(xué)院專業(yè)：橋梁與隧道工程研究生：楊子燁指導(dǎo)教師：王新敏教授二0一五年一月摘要摘要目前，我國在特高壓和大跨越輸電線路設(shè)計中，較多的采用了鋼管塔結(jié)構(gòu)。為了施

4、工方便，鋼管塔節(jié)點普遍采用插板連接。國內(nèi)外對鋼管塔節(jié)點的研究主要集中在K型節(jié)點方面，對橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點研究較少，現(xiàn)有設(shè)計理論還不完善，且存在一些不合理性。橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點是鋼管塔中關(guān)鍵的受力部位，各種構(gòu)件在此交匯，其應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜。針對這一現(xiàn)象，本文對輸電線路鋼管塔橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點的受力性能進(jìn)行了研究。主要包括以下幾個方面：(1)針對某鋼管塔上橫擔(dān)下平面與塔身連接節(jié)點進(jìn)行有限元建模。通過有限元分析對節(jié)點的極限狀態(tài)進(jìn)行了研究，探討了節(jié)點在極限狀態(tài)下的破壞模式。利用有限元計算結(jié)果，對節(jié)點板進(jìn)行受力分析，明確了荷載的傳力路徑和環(huán)板的受力形式，并確定了節(jié)點的簡化原則。(2)通過對節(jié)點彈性

5、階段下各環(huán)板的受力情況進(jìn)行研究，分析表明環(huán)板厚度、環(huán)板高度、主管外徑、主管壁厚、節(jié)點板厚度和環(huán)板間相對距離等主要參數(shù)對環(huán)板受力有較大影響。在此基礎(chǔ)上提出可用于計算環(huán)板受力的立桿—梁模型，并針對該模型提出解析公式。同時對解析公式的計算結(jié)果進(jìn)行了驗證，結(jié)果證明環(huán)板受力計算方法有效。(3)利用節(jié)點簡化原則，對復(fù)雜進(jìn)行節(jié)點簡化得到簡化節(jié)點模型。通過有限元分析對簡化節(jié)點極限承載力進(jìn)行了研究。分析了環(huán)板厚度、環(huán)板高度、主管外徑、主管壁厚和主管軸力等主要參數(shù)對環(huán)板極限承載力的影響。在參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上利用最小二乘法擬合得到環(huán)板極限承載力建議公式。利用能量法對基于主管和環(huán)板共同控制的節(jié)點承載力的求解

6、過程進(jìn)行了推導(dǎo)，得到了估算此類節(jié)點承載力的解析模型，該模型考慮了環(huán)板和鋼管的共同作用，對節(jié)點復(fù)雜的受力狀態(tài)進(jìn)行了簡化，能較準(zhǔn)確反映節(jié)點局部屈服時塑性鉸的發(fā)展。將建議公式計算結(jié)果與日本規(guī)范和相關(guān)文獻(xiàn)中的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。結(jié)果表明建議公式適用性良好，能夠為工程設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：橫擔(dān)與塔身連接節(jié)點；有限元；承載力；簡化節(jié)點；建議公式AbstractAbstractAtpresent,inthedesignofUHVtransmissionlineandLargespantransmissionlineinChinathesteeltubulartowerstructuresarewide

7、lyused.Theresearchonthetube-gussetjointsaremainlyfocusedonK-joints.Thereisfewscholarshomeandabroadtoreachthejointslocatedattheintersectionofthetowerandcrossarmandtherearesomeirrationalitiesinthetheoryexistenceatpresent