基于负偏心的钢管插板连接的极限承载力.pdfVIP

华南理工大学学报(自然科学版) JournalofSouthChina of V01．38No．4 第38卷第4期 UniversityTechnology Science 2010 2010年4月 (Natural Edition) April 基于负偏心的钢管插板连接的极限承载力木 刘红军1 李正良1 白强2 (1．重庆大学土木工程学院，重庆400045；2．中南电力设计院，湖北武汉430071) 摘要：研究了主管规格为219×6的、有负偏心作用的1／4加肋钢管插板连接的极限承 载力，同时借助有限元法分析了常用主管径厚比下不同长径比、不同负偏心距以及定长径 比时主管直径、厚度以及节点板长度等参数对主管极限承裁力的影响，在此基础上提出了 此类节点极限承载力计算的建议公式．结果表明：在常用的主管径厚比下，负偏心对长径 比大于30的主管的承载力是不利的，对长径比小于30的主管的承载力是有利的，这主要 是由于长径比大于30时主管整体失稳先于局部屈曲，而长径比小于30时主管局部屈曲 起主要控制作用；主管直径、厚度以及节点板长度对承栽力影响明显；所得出的建议公式 具有一定的适用性． 关键词：负偏心；极限承载力；插板连接；加肋钢管 中图分类号：TU279．7+44；TU317+．1 高压输变电工程是重要的生命线工程，作为主 多学者提出的建议公式都是针对无偏心的情况． 要结构的塔架，其安全性是保障电力系统可靠性的 Kurobane¨1通过试验研究了在轴力和弯矩作用下T 基础．输变电塔架的节点形式复杂多样，连接杆件来 自不同的方向，数量众多，受力情况非常复杂，是塔 el”’针对单插板和双插板连接提出了建议公式， 架的重点部位．输电铁塔的节点构造是铁塔设计的 Makino等旧1确立了圆钢管与插板连接在简单荷载 重要环节．在输电塔结构中节点处使用加强环板增 作用下的试验结果和数值分析结果的数据库．但他 强了节点的承载力，能减少应力集中现象，能有效提 们都没有考虑主管和支管上荷载的联合作用效应以 高节点疲劳寿命．对钢管塔节点构造形式及其承载 及偏心对极限承载力的影响．Kim等一。1u对无加劲 力的理论和试验研究，过去在我国仅限于建筑结构 环板情况下偏心对极限承载力的影响进行了研究． 方面，关于输电塔钢管节点的研究几乎还是空白．在 文中根据试验结果和有限元分析，对1／4加强环板 国外，日本在这方面的起步较早…，但由于钢材型 的插板连接在偏心荷载作用下的极限承载力进行了 号、性能、设计体系方面与我国有较大的差别，完全 研究，并提出了建议等式． 照搬日本《输电线路钢管塔制作基准》是不科学的． 1 试验 钢管应用于输电塔结构，具有抗扭刚度大、局部屈曲 和整体屈曲的承载力大等优点．作为重要的组成部 1．1试验试件及加载装置 分，插板连接决定了结构抵抗各种荷载的能力．为了 试验研究4种不同插板连接的节点，主要考察偏 优化插板设计，对各种荷载作用下不同规格的插板 心距对主管极限承载力的影响和局部应力集中现象． 连接结构的极限承载力的研究是必要的．然而，在目 各试件参数见表1．为了防止节点板发生破坏，节点 前的设计中[2-s)，由于其复杂的受力形式，插板连接板的厚度都比较大．试验主要是观察不同参数情况下 的极限承载力建议公式仅仅适用于有限的情况．许 节点的破坏类型以及比较偏心距对主管承载力的影 收稿日期：2009．04．22 作者简介：刘红军(1981-)，男，博士生，主要从事结构