钢管塔横担与塔身连接节点的受力性能及极限承载力研究

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1、密级：公开ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕ｄｂ学位论文钢管塔横担与塔身连接节点的受力牲能及极限承载力研究ＢｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄＵｌｔｉｍａｔｅＳ化ｅｎｇｔｈｏｆＳｔｅｅｌＴｕｂｕ！ａｒＪｏｉｎｔｓＬｏｃａｔｅｄａｔｔｈｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏ凸ｏｆｔｈｅＴｏｗｅｒａｎｄＣｒｏｓｓＡｒｍ墙养单位：主木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：杨子雞指导教师：王新敏教授二０—一五年月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作＾及取得的研究成果。尽

2、我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：命Ｓ种日期：ＷＵ、／关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查厨和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可ｔ＾ｉＪ＾用影印、

3、缩印或其他复制手段保存论文，可１＾公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）作者签名：柄１日期：心辟导师签名：日期：ｌＡ［密级：公开工学硕士学位论文钢管塔横担与塔身连接节点的受力性能及极限承载力研究BehaviorsandUltimateStrengthofSteelTubularJointsLocatedattheIntersectionoftheTowerandCrossArm培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：杨子烨指导教师：王新敏教授二0一五年一月摘要摘要目前，我国在特高压和大跨越输电线路设计中，较多的采用了钢管塔结构。为了施

4、工方便，钢管塔节点普遍采用插板连接。国内外对钢管塔节点的研究主要集中在K型节点方面，对横担与塔身连接节点研究较少，现有设计理论还不完善，且存在一些不合理性。横担与塔身连接节点是钢管塔中关键的受力部位，各种构件在此交汇，其应力状态十分复杂。针对这一现象，本文对输电线路钢管塔横担与塔身连接节点的受力性能进行了研究。主要包括以下几个方面：(1)针对某钢管塔上横担下平面与塔身连接节点进行有限元建模。通过有限元分析对节点的极限状态进行了研究，探讨了节点在极限状态下的破坏模式。利用有限元计算结果，对节点板进行受力分析，明确了荷载的传力路径和环板的受力形式，并确定了节点的简化原则。(2)通过对节点弹性

5、阶段下各环板的受力情况进行研究，分析表明环板厚度、环板高度、主管外径、主管壁厚、节点板厚度和环板间相对距离等主要参数对环板受力有较大影响。在此基础上提出可用于计算环板受力的立杆—梁模型，并针对该模型提出解析公式。同时对解析公式的计算结果进行了验证，结果证明环板受力计算方法有效。(3)利用节点简化原则，对复杂进行节点简化得到简化节点模型。通过有限元分析对简化节点极限承载力进行了研究。分析了环板厚度、环板高度、主管外径、主管壁厚和主管轴力等主要参数对环板极限承载力的影响。在参数敏感性分析的基础上利用最小二乘法拟合得到环板极限承载力建议公式。利用能量法对基于主管和环板共同控制的节点承载力的求解

6、过程进行了推导，得到了估算此类节点承载力的解析模型，该模型考虑了环板和钢管的共同作用，对节点复杂的受力状态进行了简化，能较准确反映节点局部屈服时塑性铰的发展。将建议公式计算结果与日本规范和相关文献中的试验数据进行了对比。结果表明建议公式适用性良好，能够为工程设计提供参考。关键词：横担与塔身连接节点；有限元；承载力；简化节点；建议公式AbstractAbstractAtpresent,inthedesignofUHVtransmissionlineandLargespantransmissionlineinChinathesteeltubulartowerstructuresarewide

7、lyused.Theresearchonthetube-gussetjointsaremainlyfocusedonK-joints.Thereisfewscholarshomeandabroadtoreachthejointslocatedattheintersectionofthetowerandcrossarmandtherearesomeirrationalitiesinthetheoryexistenceatpresent