输电塔主材夹具加固构件的受力性能研究及输电塔抗风分析

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1、工程硕士学位论文输电塔主材夹具加固构件的受力性能研究及输电塔抗风分析作者姓名苏子威工程领域建筑与土木工程校内指导教师黄炎生教授校外指导教师李敏生高级工程师所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年4月StudyonMechanicalBehaviorofReinforcementofTransmissionTowerLegwithFixtureandWindResistanceAnalysisofTransmissionTowerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SuZi

2、weiSupervisor：Prof.HuangYanshengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要早期设计的输电塔，由于其运作时间较长，承载力下降，在强风中容易发生倒塔事故。大量倒塔事故表明，输电塔在强风中破坏主要集中塔腿部位，因此必须对输电塔塔腿进行加固补强。在以往的输电塔加固中，常常采用填板连接副主材的构件并联法。这种加固方法具有施工难度大、施工周期长、削弱主材强度等缺点。针对这些缺点，本文提出一种使用夹具连接副主材的新型加固方法，并对其受力性能进行研究。研究工作分为三个部分

3、进行：首先，采用试验的方法对一组未加固的单角钢构件和三组夹具加固构件进行偏压试验，得到构件的受力性能。试验结果反映了构件在破坏形态、极限承载力和传力效率方面的规律。其次，在试验的基础上利用ABAQUS软件建立有限元模型，通过与试验对比验证模型的准确性。对模型进行参数化分析，研究螺栓预紧力、螺栓个数、夹具个数、夹具位置、填板厚度、夹具长度、摩擦系数、头部连接等因素对构件承载力和传力效率的影响，并由分析结果提出实际工程的设计建议。最后，在构件层次分析的基础上，对输电塔进行整体分析。用AR法模拟风荷载，分析输电塔在强风中的破坏形态和破坏部位。引入多

4、尺度技术，建立多尺度模型，在验证多尺度模型正确性的基础上对输电塔整塔模型进行加固设计。以破坏节传力效率达50%为设计性能目标，设计三个夹具加固输电塔多尺度模型。通过分析验证了夹具加固方式具有良好的加固效果。关键词:输电塔；夹具加固；传力效率；结构多尺度；IABSTRACTDuetothelongoperationtimeandthedecreaseofbearingcapacity,thetransmissiontowerscouldeasilycollapseunderthestrongwind.Agreatnumberofcollapse

5、accidentsshowthemaindestroyedproportionsarethetowerlegs.Thus,itisnecessarytostrengthentheseparts.Inthepast,parallelingcomponentmethodwithfillerplatewascommonlyusedtoreinforcethetowerlegs.Thismethodneedstolocatedrillholesintheoriginaltowerlegssoitwouldincreasethedifficultyof

6、construction,expandtheconstructionperiodandweakenthestrengthoftheoriginaltowerlegs.Tochangethat,anewreinforcingmethodisproposed,usingfixturetoconnectreinforcingtowerlegmember,anditsmechanicalbehaviorisstudied.Theresearchwouldbecarriedoutfromthreeperspectives:Firstly,experim

7、entisconductedonagroupofunreinforcedmemberandthreegroupsofreinforcementmemberstostudythemechanicalbehaviorofthecomponents.Theresultshowsthefailuremodes,theultimatebearingcapacityandtheloadtransmissionefficiency.Secondly,afiniteelementmodelisbuilttocorrectlysimulatetheactual

8、experiment.Theparametricanalysisisputforwardusingthismodeltostudytheinfluenceofthe