基于ANSYS的半剛性連接特高壓輸電塔結構非線性分析-.pdf

1、特高壓輸電線路因具有輸電能力強、輸電效益高等優(yōu)點正得到日益廣泛的應用，其安全性不容忽視。采用正確的計算模型對特高壓輸電塔進行結構非線性受力分析至關重要。在傳統(tǒng)設計中，是把節(jié)點簡化成鉸接計算。實際上，特高壓輸電塔的連接節(jié)點是一種介于剛接和鉸接之間的半剛性連接，傳統(tǒng)的簡化分析方法并不符合特高壓輸電塔結構的實際受力特性。國內外對半剛性連接鋼框架已經進行了深入研究并取得可喜成果，但是特高壓輸電塔是有別于鋼框架的特殊空間格構式結構，其結構形式，節(jié)

2、點構造，型材選用和受力特性上都有所不同，不可直接套用其成果，需要進行專門研究。因此，本文對半剛接特高壓輸電塔結構進行了非線性受力性能的相關研究，考察了半剛性節(jié)點在不同的工程設計參數(shù)下，對結構極限承載力的影響，從而將為實際特高壓輸電線路設計提供必要的指導。
　　本文首先建立了特高壓輸電塔典型角鋼—節(jié)點板 K型連接節(jié)點的實體模型，計算得到節(jié)點彎矩—轉角曲線，與試驗結果進行校核后，引入到半剛接特高壓輸電塔的平面、空間塔腿和空間整塔中。通

3、過對具有大量自由度的實際特高壓輸電塔塔腿、整塔結構的非線性受力分析，系統(tǒng)地研究了轉動剛度（彎曲剛度、扭轉剛度）對特高壓輸電塔受力性能的影響，得到了以下有益的結論：
　　1）利用ANSYS建立的角鋼—節(jié)點板K型節(jié)點實體模型可以有效地反映節(jié)點的承載性能，通過對比 M-θ曲線的數(shù)值結果與試驗結果，驗證了該數(shù)值計算方法的正確性。
　　2）通過分析半剛接特高壓輸電塔平面塔腿模型，證實了特高壓格構式角鋼輸電塔節(jié)點是半剛性連接，同時依次分

4、析了在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，節(jié)點轉動剛度對極限承載力的影響，得到了各因素的影響范圍。通過擬合大量的計算數(shù)據(jù)，可以獲得平面塔腿極限承載力擬合計算公式。
　　3）在平面塔腿分析結果的基礎上，進一步分析了特高壓輸電塔半剛接空間塔腿模型的受力性能，掌握了節(jié)點轉動剛度在不同的斜材主材線剛度比、塔腿高度、加載角度、節(jié)間數(shù)、主斜材夾角、初始缺陷等因素下，對半剛接特高壓輸電塔空間塔腿極限承載力的影

5、響程度。在平面塔腿極限承載力計算公式中，引入修正系數(shù)得到了空間塔腿極限承載力公式。
　　4）在前文對特高壓輸電塔半剛接塔腿結構全面的參數(shù)分析基礎上，對半剛接特高壓輸電塔空間整塔的受力性能進行了研究。通過對半剛接特高壓輸電塔在不同的斜材主材線剛度比、塔身高度、加載角度、初始缺陷等因素下，半剛性節(jié)點轉動剛度對極限承載力影響的分析，為實際設計提供了工程參考。通過限制各參數(shù)的范圍，可以使特高壓輸電塔各桿件充分發(fā)揮承載性能而在塔腿位置發(fā)生最