為準(zhǔn)確確定q460等邊單角鋼壓桿的極限承載力,需正確分析板件寬厚比超限引起的局部屈曲的影響.通過(guò)與美國(guó)相關(guān)規(guī)范的對(duì)比分析及試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)我國(guó)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于寬厚比限值的規(guī)定合理,但未給出超出限值后的折減公式;《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》對(duì)熱軋角鋼寬厚比限值和壓桿穩(wěn)定強(qiáng)度折減系數(shù)的規(guī)定不合理,未考慮長(zhǎng)細(xì)比的影響,使結(jié)果過(guò)于保守,且對(duì)不同長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件安全裕度不均衡.在相關(guān)規(guī)范和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了適合于計(jì)算考慮局部屈曲的等邊角鋼壓桿承載力方法,該方法公式簡(jiǎn)單、概念清楚、結(jié)果合理,適合設(shè)計(jì)使用.

在采用低碳素結(jié)構(gòu)鋼制作單角鋼壓桿時(shí),肢件寬厚比限值不是需要關(guān)心的問(wèn)題?，F(xiàn)在高強(qiáng)度的q420鋼和q460鋼開始在輸電塔架中應(yīng)用,設(shè)計(jì)工作者不僅要關(guān)心寬厚比限值,還要了解超限桿的承載力應(yīng)如何計(jì)算。單角鋼壓桿的受力情況分為軸壓和偏壓兩類,它們對(duì)肢件寬厚比有不同的要求,但現(xiàn)有塔架設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)定并未對(duì)此做出區(qū)分。根據(jù)理論分析和現(xiàn)有文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)寬厚比限值對(duì)軸壓?jiǎn)谓卿摵推珘簡(jiǎn)谓卿撚胁煌饬x,分別是防止局部屈曲和防止整體失穩(wěn)時(shí)抗扭性能過(guò)低。據(jù)此,分別提出兩類桿件寬厚比限值和超限桿承載力的計(jì)算公式,計(jì)算了兩批q460單角鋼壓桿的承載力,與對(duì)應(yīng)文獻(xiàn)試驗(yàn)值符合較好。

高強(qiáng)角鋼單邊連接時(shí)寬厚比限值及承載力研究

通過(guò)對(duì)比中美鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)技術(shù)規(guī)程中對(duì)高強(qiáng)等邊角鋼軸壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力計(jì)算的規(guī)定,認(rèn)為各規(guī)范對(duì)于兩端理想鉸接構(gòu)件的規(guī)定是合理的,但實(shí)際構(gòu)件兩端連接的約束往往強(qiáng)于鉸接,由此帶來(lái)的承載力提升較為可觀,可以加以利用。文章還以試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為依據(jù),提出了通過(guò)采用合適的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)來(lái)利用這種承載力提升的方法。

通過(guò)某特高壓輸電線路塔架結(jié)構(gòu)中典型的單角鋼螺栓連接節(jié)點(diǎn)的足尺試驗(yàn),對(duì)節(jié)點(diǎn)板的受壓性能、破壞形式及極限承載力進(jìn)行了研究。利用有限元程序ansys建立合理的有限元模型模擬節(jié)點(diǎn)板的受力性能,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。將試驗(yàn)及有限元模擬結(jié)果與現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于節(jié)點(diǎn)板受壓承載力計(jì)算公式的計(jì)算值進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了現(xiàn)行規(guī)范公式對(duì)于該類單角鋼連接節(jié)點(diǎn)板受壓承載能力計(jì)算的適用性。

通過(guò)q420雙角鋼十字組合截面壓桿試驗(yàn),研究長(zhǎng)細(xì)比為40,50,60的q420雙角鋼十字組合截面壓桿構(gòu)件穩(wěn)定承載力以及一字型填板、十字分離式填板和十字焊接式填板3種不同填板形式對(duì)承載力的影響。結(jié)果表明:現(xiàn)行規(guī)范對(duì)小長(zhǎng)細(xì)比下受截面懸伸板件寬厚比影響的雙角鋼十字組合截面壓桿的承載力計(jì)算顯得保守,影響了材料性能的發(fā)揮;在構(gòu)件長(zhǎng)度較大時(shí),為保證雙角鋼形成組合截面,設(shè)置填板是必要的,并且在3種填板形式中十字焊接式填板構(gòu)件的承載力最大。

在鋼結(jié)構(gòu)工程中,特別是在輸電線路的鐵塔設(shè)計(jì)中,經(jīng)常采用等邊單角鋼作為軸心受壓構(gòu)件。在設(shè)計(jì)計(jì)算中,無(wú)論是按照我國(guó)現(xiàn)行的gb50017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,還是采用asce10—1997《美國(guó)輸電鐵塔設(shè)計(jì)導(dǎo)則》,都需要考慮角鋼肢寬與厚度之比的問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題,根據(jù)彈性穩(wěn)定理論,推導(dǎo)了等邊單角鋼軸心壓桿寬厚比限值的計(jì)算公式,并提出設(shè)計(jì)計(jì)算的方法,供工程設(shè)計(jì)參考。

通過(guò)有限元軟件ansys計(jì)算了幾種典型兩端偏心受壓q420高強(qiáng)角鋼桿件的壓潰荷載,并考察了構(gòu)件變形、應(yīng)力分布等現(xiàn)象,分析結(jié)果可知:殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件極限承載力的影響小于5%,并與美國(guó)《輸電鐵塔設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(asce10-1997)和我國(guó)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50017-2003)進(jìn)行比較,認(rèn)為美國(guó)導(dǎo)則可以用于q420角鋼設(shè)計(jì),我國(guó)規(guī)范偏保守。運(yùn)用最小二乘法提出了長(zhǎng)細(xì)比修正公式。

以密實(shí)中砂作為地基土,進(jìn)行了基礎(chǔ)兩側(cè)無(wú)超載和僅單側(cè)超載的地基模型載荷試驗(yàn),研究了單邊超載作用對(duì)地基承載特性的影響;主要分析了單邊超載作用下的地基承載力、地基土應(yīng)力分布以及地基破壞模式。結(jié)果表明:與無(wú)超載試驗(yàn)相比較,在單邊超載作用下地基極限承載力得到明顯提高,地基沉降量隨之減少;地基土豎向應(yīng)力分布情況不再對(duì)稱,而是在有超載一側(cè)有所增加;地基破壞模式為非對(duì)稱形式,橫向破壞區(qū)域長(zhǎng)度較短,地基土隆起亦較小。

對(duì)大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受彎剪作用的角鋼錨筋預(yù)埋件進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了角鋼錨筋的應(yīng)力分布及擋板的重要作用。試驗(yàn)及計(jì)算表明:角鋼錨筋預(yù)埋件的設(shè)計(jì)承載力可按文獻(xiàn)[3]公式計(jì)算,但計(jì)算系數(shù)ar和ab時(shí)需將鋼筋直徑d用角鋼回轉(zhuǎn)半徑i替換。試驗(yàn)結(jié)果還表明:角鋼錨筋預(yù)埋件極限承載力是設(shè)計(jì)承載力的2倍。

大規(guī)格高強(qiáng)等邊角鋼軸壓構(gòu)件承載力研究

國(guó)內(nèi)大型輸電鐵塔中已逐步采用q420高強(qiáng)度角鋼。為研究此類高強(qiáng)度等邊角鋼軸壓桿的整體穩(wěn)定性能,進(jìn)行了軸壓靜力試驗(yàn)研究,試驗(yàn)包括60個(gè)試件,截面類型選取了在所有熱軋角鋼截面中板件寬厚比最大的5種。基于試驗(yàn)結(jié)果,研究了q420高強(qiáng)度等邊角鋼軸心受壓柱的失穩(wěn)破壞形態(tài)和極限承載力,通過(guò)計(jì)算得到其穩(wěn)定系數(shù),并與現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的柱曲線進(jìn)行了對(duì)比,同時(shí)分析了板件寬厚比超限對(duì)q420高強(qiáng)度等邊角鋼軸壓柱失穩(wěn)破壞形態(tài)和穩(wěn)定承載力的影響。結(jié)果表明:該類構(gòu)件以彎扭失穩(wěn)為主,根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到的穩(wěn)定系數(shù)明顯高于現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的等邊角鋼所在的b類截面柱曲線,甚至高于a類截面柱曲線。研究為后續(xù)的有限元計(jì)算和數(shù)值參數(shù)分析提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為設(shè)計(jì)方法提供了參考建議。

進(jìn)行了26組沿強(qiáng)、弱軸偏心受壓下不等肢單角鋼梁柱節(jié)點(diǎn)的性能試驗(yàn)。結(jié)果表明:當(dāng)繞強(qiáng)軸彎曲時(shí)角鋼短肢受壓,角鋼的偏心受壓承載力可能要高于軸心受壓承載力。而當(dāng)繞強(qiáng)軸彎曲時(shí)長(zhǎng)肢受壓或繞弱軸彎曲時(shí),偏心距的增大會(huì)降低角鋼承載力;繞弱軸彎曲時(shí),承載力降低得更明顯。偏心距對(duì)極限承載力的影響隨長(zhǎng)細(xì)比的增大而減小。介紹了aisc2005規(guī)范中梁柱角鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定,并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)直接強(qiáng)度法進(jìn)行驗(yàn)證。

單角鋼變雙角鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究分析——根據(jù)康定一崇州500kv雙回線路單角鋼變雙角鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果，分析了荷載在節(jié)點(diǎn)中的傳遞機(jī)理，探討了節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。

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輸電工程中輸電塔主材通常采用雙角鋼十字組合截面的方式,其受力情況非常復(fù)雜。通過(guò)對(duì)12組雙角鋼十字組合截面偏心壓桿的足尺試驗(yàn)和有限元分析,考察了單節(jié)間和雙節(jié)間壓桿的受力性能和破壞模式,并利用多參數(shù)有限元分析了寬厚比、長(zhǎng)細(xì)比以及填板數(shù)量和布置方式等主要參數(shù)對(duì)壓桿承載力的影響,提出了其組合截面承載力計(jì)算方法,并與試驗(yàn)和有限元所得的結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,基于偏心的雙角鋼十字組合截面壓桿建議的計(jì)算方法合理有效,具有較好的適用性。

高承載力單樁靜載試驗(yàn)分析——通過(guò)高承栽力(預(yù)估單樁堆栽總重量為i3200kn)大直徑人工挖孔擴(kuò)底灌注樁靜栽試驗(yàn)責(zé)料，分析了樁的荷栽傳連規(guī)律，其變形特征為緩變型，其極限承栽力的確定宜以沉降控制

以６４根單面螺栓連接的等邊單角鋼壓桿穩(wěn)定試驗(yàn)資料為主要依據(jù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范和有關(guān)技術(shù)規(guī)定中計(jì)算其壓桿承載力的計(jì)算結(jié)果，運(yùn)用最小二乘法數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)原理，推導(dǎo)出等邊單角鋼壓桿穩(wěn)定性的簡(jiǎn)便驗(yàn)算方法。

基于q460高強(qiáng)角鋼兩端偏心受壓承載力的試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用ansys數(shù)值分析對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充,推導(dǎo)出高強(qiáng)角鋼單邊連接時(shí)寬厚比的限值,并在此基礎(chǔ)上提出高強(qiáng)角鋼單邊連接扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)桿件承載力計(jì)算的實(shí)用公式。最后利用相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性,對(duì)實(shí)際中高強(qiáng)角鋼單邊連接桿件的設(shè)計(jì)起指導(dǎo)作用。

進(jìn)行了160大規(guī)格q420高強(qiáng)度雙角鋼十字組合截面構(gòu)件的試驗(yàn)研究。得到了單節(jié)間和雙節(jié)間壓桿的受力性能和破壞模式。對(duì)該類構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值模擬,考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、肢寬比和填板等對(duì)承載力的影響,并在此基礎(chǔ)上提出計(jì)算方法。與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,給出適合工程實(shí)際的組合截面承載力計(jì)算方法,可供工程設(shè)計(jì)參考使用。

１１８　?。椋睿洌酰螅簦颍椋幔欤悖铮睿螅簦颍酰悖簦椋铮睿觯铮鞎常矗矗睿飼常?，２０１４工業(yè)建筑?。玻埃保茨甑冢矗淳淼冢逼?現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu) ｑ４６０高強(qiáng)角鋼極限承載力的試驗(yàn)研究 倡 郭宏超 １ 　郝際平 ２ 　簡(jiǎn)　政 １ 　劉茂社 １ 　張?zhí)旃?３ （１．西安理工大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，西安?。罚保埃埃矗?；２．西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，西安　７１００５５； ３．河南省電力勘察設(shè)計(jì)院，鄭州?。矗担埃埃埃保?　　摘　要：將高強(qiáng)角鋼放置在實(shí)際鐵塔結(jié)構(gòu)中，選取平面三角形桁架１∶１模型，采用不同端部連接形式，兩 種長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)ｑ４６０高強(qiáng)角鋼進(jìn)行極限承載力試驗(yàn)研究。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析ｑ４６０等邊角鋼的破壞形態(tài)、極限 承載力、與連接腹桿的工作機(jī)理等指標(biāo)。研究表明：子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)苷鎸?shí)反映構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的受力性能和實(shí)際 端部約束條件；長(zhǎng)細(xì)比為３０、４５的試件，其破壞模式介于

高強(qiáng)度鋼材逐步開始在鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際工程中得到應(yīng)用,其中包括大型輸電鐵塔中q420高強(qiáng)角鋼的應(yīng)用。但目前針對(duì)此類鋼材軸壓桿的穩(wěn)定性能研究還很少,其中一個(gè)很重要的原因在于對(duì)構(gòu)件初始缺陷(主要是殘余應(yīng)力)的研究非常匱乏。本文采用分割法對(duì)q420高強(qiáng)等邊角鋼的縱向殘余應(yīng)力進(jìn)行了試驗(yàn)量測(cè),試驗(yàn)對(duì)象包括5種截面尺寸共計(jì)15個(gè)試件。基于試驗(yàn)結(jié)果,本文分析了q420高強(qiáng)等邊角鋼殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)和數(shù)值大小,并與國(guó)內(nèi)外普通強(qiáng)度角鋼的殘余應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果和規(guī)范采用的殘余應(yīng)力分布模型進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,殘余應(yīng)力分布形式和絕對(duì)數(shù)值大小與鋼材強(qiáng)度沒有直接關(guān)系,但截面板件的寬厚比則會(huì)影響殘余應(yīng)力的大小。最后,本文提出了適用于q420高強(qiáng)等邊角鋼的較為準(zhǔn)確和安全的殘余應(yīng)力分布模型和計(jì)算公式。這為進(jìn)一步研究該類鋼材截面的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定性能提供了前提條件。