Q460等边角钢稳定承载力的试验研究

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随着我国电力需求的不断增长,电网技术的持续进步,输电线路铁塔向大型化发展。长期以来,我国输电线铁塔所用钢材局限于Q235和Q345两种强度等级。和国外先进国家相比,我国输电杆塔结构所用的钢材种类少、强度值偏低、可选择余地小。当杆塔荷载较大时,只能采用组合截面来弥补材料强度低的不足,增大了设计、加工的工作量。高强钢具有强度高、承载能力强的特点,采用高强钢是有效缓解上述矛盾的措施之一。在输电线路铁塔中使用高强钢,既有明显的技术经济效益,又有利于提高我国输电线路的建设水平。为了增加端面的承载能力。这样就希望采用肢宽与肢厚之比较大的角钢,但是当宽厚比较大时,如果长细比较小,肢边缘处会在杆件尚未发生整体失稳前,先发生肢边缘处局部性的屈曲失稳,这就使高强钢受力时不能充分发挥其稳定承载力,使高强钢的推广应用成为一个障碍。因此不仅要对高强钢的整体稳定性能进行研究,还要对其局部稳定能力进行探讨。本文主要研究的对象是高强等边角钢Q460。本文通过对ASCE《输电铁塔设计导则》(简称《美国导则》)与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(简称《02规定》)中热轧角钢宽厚比限值的探讨,进行了六组不同长细比的轴心受压试验,试验表明,该试验装置构造合理,符合实际要求,并且提出了对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中压杆稳定强度折减方法的不同看法,同时还结合《钢结构设计规范》和美国规范推荐了修正处理方法。最后采用有限元分析软件ANSYS对Q460高强等边单角钢L125x8压杆在考虑初始缺陷的情况下建模进行稳定性分析。考察Q460高强等边角钢在轴心受压的破坏形态和极限承载力,并且将ANSYS的分析结果和试验结果对比分析。通过试验和有限元方法的研究结果表明,当长细比较小时,宽厚比对角钢局部屈曲的影响较明显,但当长细比较大时,宽厚比对局部屈曲没有太大的影响。而且ANSYS计算结果和试验结果吻合较好。
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