论文部分内容阅读
近年来,我国电力事业高速发展,高强角钢在一些高压、特高压输电线路和大截面导线输电线路的输电塔等结构中逐渐被采用。国内外研究机构对不同型号的Q420高强等边单角钢整体稳定性进行了试验研究,而在实际输电铁塔结构中单根高强角钢受到支撑杆件的约束,高强角钢与支撑杆件构成了一个子结构,故将Q420高强角钢作为主杆设计在空间三角形桁架结构中,探究高强角钢在实际结构中的受力性能、失稳形式、极限承载力以及受到支撑杆件的约束等作用,目前在这方面国内外研究报道较少。 本文以Q420高强等边角钢为主杆制作了5组类似于输电铁塔塔腿的子结构试件,采用试验研究与数值分析相结合的方法,阐述了单根角钢在子结构中的失稳形态以及塔架结构的静力分析方法。通过试验研究表明:子结构的破坏位置发生在底跨跨中部分,主杆的失稳模式为先绕最小轴发生弯曲失稳后角钢分肢又发生局部扭转失稳;在子结构中,支撑杆件起到了减小主杆长细比、约束主杆变形、增加主杆侧向刚度的作用,当高强角钢破坏后,子结构还能承受80%的峰值荷载,表明支撑杆件起到了增加子结构整体刚度的作用。由于约束模拟的理想状态及试件加工、安装、对中等环节存在初始缺陷,有限元计算结果与试验值相差在10%左右,基于该数值分析结果,可对其他型号子结构进行数值研究。将试验结果与各国钢结构规范对比分析得出,用美国规范AISC-2000、ASCE10-97计算承载力与试验值相差不大,可以作为设计校核,用我国钢结构规范GB50017-2003计算承载力偏于安全,建议考虑支撑杆件对高强角钢的整体效应。