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双角钢T形组合截面压弯构件受力性能及设计方法研究

辛振科

双角钢T形组合截面压弯构件受力性能及设计方法研究

辛振科1
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作者信息

  • 1. 西安理工大学
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摘要

上个世纪七八十年代建造的输电铁塔由于设计标准普遍偏低,以及近年来极端气候现象越发普遍,雨雪冰冻大风等自然灾害频发,导致近年来发生了较多的倒塔事故。这些老旧铁塔大多已不满足新规范(DL/T5154-2012)的要求,如果重建新的输电铁塔,必将消耗巨大的人力、物力和财力,同时会对供电的稳定性造成影响。对这些老旧危输电铁塔加固后继续使用是一个较佳的选择。然而,目前主流的加固方法大多较为复杂,不满足铁塔带电运行下的施工要求,对铁塔进行科学合理的加固是一个亟待解决的工程问题。对此,本文主要做了以下研究: (1)设计了一种新型双角钢T形组合截面加固方案,并设计10个足尺构件进行试验研究。主要研究了长细比、夹具数量、螺栓排数以及填板间距等对构件承载力和破坏模式的影响,同时采用《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2012)预测了试验构件的极限承载力,并引入协同工作系数kd改进了计算方法,发现改进后的公式计算精度较高。 (2)在试验研究的基础上进行了有限元数值模拟,建立了有限元仿真模型。从破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线和荷载-侧向水平位移曲线等方面与试验现象和结果对比,验证了有限元仿真模型的准确性和适用性。 (3)采用本文建立的有限元仿真模型对双角钢T形组合截面压弯构件进行了参数化分析,主要研究了长细比、螺栓排数、夹具个数(填板间距)、螺栓预紧力、加固材强度、加固材规格、填板厚度和端部约束等参数对加固构件受力性能的影响。 (4)对本文有限元参数化分析建立的106个压弯构件的极限承载力进行了理论分析计算。分别采用了规范(DL/T5154-2012)的计算方法、本文改进的计算方法和BP神经网络预测算法。研究发现:采用本文改进的计算方法和BP神经网络预测算法的计算精度均较高,采用规范(DL/T5154-2012)的计算公式计算的结果偏保守。

关键词

输电铁塔/双角钢T形组合截面/结构加固/受力性能/极限承载力

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授予学位

硕士

学科专业

水利工程

导师

刘云贺/梁刚/周俊

学位年度

2021

学位授予单位

西安理工大学

语种

中文

中图分类号

TU
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