输电塔基本单元分析模型建立及试验研究

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang81920
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输电塔是高压送电线路上最常用的支持物,一般由角钢通过螺栓连接组成。由于角钢为单轴对称截面的薄壁构件,且为一肢上偏心连接,再加上输电塔结构的形式多样,对其受力性能精确分析比较困难。本文对组成输电塔的角钢构件、交叉斜撑和塔段进行了一系列试验,并结合有限元软件ABAQUS,对输电塔结构的进行了理论以及数值研究。 本文对偏心连接的角钢构件进行了试验,其破坏模式与长细比密切相关,并将试验结果与规范进行了比较。对于交叉斜撑,通过单调荷载作用和往复荷载作用的试验,对其受力性能、破坏模式以及耗能能力进行了研究。通过无横隔塔段和加横隔面塔段的试验研究,探讨了横隔面对塔段受力性能的影响。 根据试验结果,采用有限元软件ABAQUS对角钢构件、交叉斜撑和塔段进行了分析。分析中分别采用梁单元和壳单元对试件进行了建模,壳单元能精确地模拟试件的受力性能,可以得到很好的分析结果,而计算时间较长。梁单元无法模拟角钢构件的局部屈曲,也不如壳单元精确,然而计算效率较高。 考虑构件的几何位移的影响,建立了理论模型,推导得到了解析公式,探讨了边界条件弱化对角钢构件承载力的影响。最后,采用有限元软件ABAQUS对输电塔全塔进行了有限元分析。在ABAQUS中,通过对梁单元释放节点自由度的方法来考虑边界条件弱化的影响。分析结果表明,对梁单元释放节点自由度,能更精确地分析输电塔结构,同时保证了较高的计算效率,验证了建模方法的合理性。
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