基于ANSYS的半剛性連接特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)非線性分析-.pdf

1、特高壓輸電線路因具有輸電能力強、輸電效益高等優(yōu)點正得到日益廣泛的應(yīng)用，其安全性不容忽視。采用正確的計算模型對特高壓輸電塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性受力分析至關(guān)重要。在傳統(tǒng)設(shè)計中，是把節(jié)點簡化成鉸接計算。實際上，特高壓輸電塔的連接節(jié)點是一種介于剛接和鉸接之間的半剛性連接，傳統(tǒng)的簡化分析方法并不符合特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的實際受力特性。國內(nèi)外對半剛性連接鋼框架已經(jīng)進(jìn)行了深入研究并取得可喜成果，但是特高壓輸電塔是有別于鋼框架的特殊空間格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式，節(jié)

2、點構(gòu)造，型材選用和受力特性上都有所不同，不可直接套用其成果，需要進(jìn)行專門研究。因此，本文對半剛接特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線性受力性能的相關(guān)研究，考察了半剛性節(jié)點在不同的工程設(shè)計參數(shù)下，對結(jié)構(gòu)極限承載力的影響，從而將為實際特高壓輸電線路設(shè)計提供必要的指導(dǎo)。
　　本文首先建立了特高壓輸電塔典型角鋼—節(jié)點板 K型連接節(jié)點的實體模型，計算得到節(jié)點彎矩—轉(zhuǎn)角曲線，與試驗結(jié)果進(jìn)行校核后，引入到半剛接特高壓輸電塔的平面、空間塔腿和空間整塔中。通

3、過對具有大量自由度的實際特高壓輸電塔塔腿、整塔結(jié)構(gòu)的非線性受力分析，系統(tǒng)地研究了轉(zhuǎn)動剛度（彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度）對特高壓輸電塔受力性能的影響，得到了以下有益的結(jié)論：
　　1）利用ANSYS建立的角鋼—節(jié)點板K型節(jié)點實體模型可以有效地反映節(jié)點的承載性能，通過對比 M-θ曲線的數(shù)值結(jié)果與試驗結(jié)果，驗證了該數(shù)值計算方法的正確性。
　　2）通過分析半剛接特高壓輸電塔平面塔腿模型，證實了特高壓格構(gòu)式角鋼輸電塔節(jié)點是半剛性連接，同時依次分

4、析了在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度對極限承載力的影響，得到了各因素的影響范圍。通過擬合大量的計算數(shù)據(jù)，可以獲得平面塔腿極限承載力擬合計算公式。
　　3）在平面塔腿分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了特高壓輸電塔半剛接空間塔腿模型的受力性能，掌握了節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、加載角度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，對半剛接特高壓輸電塔空間塔腿極限承載力的影

5、響程度。在平面塔腿極限承載力計算公式中，引入修正系數(shù)得到了空間塔腿極限承載力公式。
　　4）在前文對特高壓輸電塔半剛接塔腿結(jié)構(gòu)全面的參數(shù)分析基礎(chǔ)上，對半剛接特高壓輸電塔空間整塔的受力性能進(jìn)行了研究。通過對半剛接特高壓輸電塔在不同的斜材主材線剛度比、塔身高度、加載角度、初始缺陷等因素下，半剛性節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度對極限承載力影響的分析，為實際設(shè)計提供了工程參考。通過限制各參數(shù)的范圍，可以使特高壓輸電塔各桿件充分發(fā)揮承載性能而在塔腿位置發(fā)生最