钢管混凝土格构式风电塔架节点受力性能研究-结构工程专业论文.docxVIP

钢管混凝土格构式风电塔架节点受力性能研究 Mechanical Behavior Research on Lattice Wind Turbine Tower Joints of Concrete-filled Steel Tubular 研究生姓 名：乔明 指导教师姓名：李斌 内蒙古科技大学建筑与土木工程学院 包头 014010，中国 Candidate： QIAO Ming Supervisor： LI BIN School of Architecture Civil Engineering Inner Mongolia University of Science and Technology Baotou 014010，P.R.CHINA 独 创 性 说 明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并 表示了谢意。 签名： 日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵循此规定） 签名： 导师签名： 日期： 内蒙 内蒙古科技大学硕士论文 I I 摘 要 本文以内蒙古白云鄂博地区某 1.5MW 锥台型风电塔筒为参考对象，初步设计了钢管混 凝土格构式风电塔架，采用试验和有限元分析相结合的方法，对钢管混凝土相贯节点和钢 管混凝土管板节点两种形式的塔架节点模型进行了受力性能研究，分析了这两种节点的破 坏模式、静力性能以及节点区应力分布变化规律。 试验结果表明：钢管混凝土相贯节点的破坏模式为受压腹杆的局部屈曲，钢管混凝土 管板节点的破坏模式为节点板的受压屈曲，节点失效时，塔柱管壁无明显的塑性变形；两 种节点均存在较强的应力集中现象，其中钢管混凝土相贯节点的高应力区出现在间隙、冠 点和鞍点处的塔柱管壁上；节点板角部的塔柱管壁以及节点板的中部和端部受力最为不 利，是钢管混凝土管板节点的薄弱部位。 在试验基础上，利用 ABAQUS 有限元探讨了部分参数对节点承载力和破坏模式的影 响，研究结果表明：钢管混凝土相贯节点的极限承载力是空钢管相贯节点的 1.44 倍，并且 塔柱内灌浆改变了节点的失效模式，但混凝土对管板节点受力性能的改善程度不大；腹杆 与塔柱直径比 ??、塔柱径厚比 ??对钢管混凝土相贯节点的承载力起主要影响作用，节点板 厚度对钢管混凝土管板节点承载力的提高能力有限。 通过对钢管混凝土风电塔架节点模型的试验研究和有限元分析，初步掌握了这两种塔 架节点的受力性能，可为风电塔架节点的设计和施工制造提供参考。 关键词：钢管混凝土；格构式塔架；相贯节点；管板节点；受力性能 II II Abstract This paper takes a 1.5MW wind turbine tower as a reference object which located in Inner Mongolia Bay an Obo area, and designed a lattice tower of Concrete-filled Steel Tubular (CSFT) by load calculations. The mechanical behavior study of tower joints model including tubular joints and tube plate joints of CSFT was performed by using the method of experimental combine with finite element analysis, and analyzes the failure mode, stress and strain distribution law of static behavior. The experiment results show that the failure mode of CFST tubular joints are compression web member’s local buckling and the tube plate joints are plate buckling. Tower column tube has not obviou