单边连接的等边单角钢压杆承载力试验

为准确确定q460等边单角钢压杆的极限承载力,需正确分析板件宽厚比超限引起的局部屈曲的影响.通过与美国相关规范的对比分析及试验研究,发现我国《钢结构设计规范》关于宽厚比限值的规定合理,但未给出超出限值后的折减公式;《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》对热轧角钢宽厚比限值和压杆稳定强度折减系数的规定不合理,未考虑长细比的影响,使结果过于保守,且对不同长细比构件安全裕度不均衡.在相关规范和试验统计结果的基础上,总结出了适合于计算考虑局部屈曲的等边角钢压杆承载力方法,该方法公式简单、概念清楚、结果合理,适合设计使用.

在采用低碳素结构钢制作单角钢压杆时,肢件宽厚比限值不是需要关心的问题。现在高强度的q420钢和q460钢开始在输电塔架中应用,设计工作者不仅要关心宽厚比限值,还要了解超限杆的承载力应如何计算。单角钢压杆的受力情况分为轴压和偏压两类,它们对肢件宽厚比有不同的要求,但现有塔架设计的技术规定并未对此做出区分。根据理论分析和现有文献的试验结果,发现宽厚比限值对轴压单角钢和偏压单角钢有不同意义,分别是防止局部屈曲和防止整体失稳时抗扭性能过低。据此,分别提出两类杆件宽厚比限值和超限杆承载力的计算公式,计算了两批q460单角钢压杆的承载力,与对应文献试验值符合较好。

高强角钢单边连接时宽厚比限值及承载力研究

通过对比中美钢结构设计规范和相关技术规程中对高强等边角钢轴压构件稳定承载力计算的规定,认为各规范对于两端理想铰接构件的规定是合理的,但实际构件两端连接的约束往往强于铰接,由此带来的承载力提升较为可观,可以加以利用。文章还以试验统计结果为依据,提出了通过采用合适的计算长度系数来利用这种承载力提升的方法。

通过某特高压输电线路塔架结构中典型的单角钢螺栓连接节点的足尺试验,对节点板的受压性能、破坏形式及极限承载力进行了研究。利用有限元程序ansys建立合理的有限元模型模拟节点板的受力性能,并与试验结果进行了对比分析。将试验及有限元模拟结果与现行国内外钢结构规范关于节点板受压承载力计算公式的计算值进行了比较,验证了现行规范公式对于该类单角钢连接节点板受压承载能力计算的适用性。

通过q420双角钢十字组合截面压杆试验,研究长细比为40,50,60的q420双角钢十字组合截面压杆构件稳定承载力以及一字型填板、十字分离式填板和十字焊接式填板3种不同填板形式对承载力的影响。结果表明:现行规范对小长细比下受截面悬伸板件宽厚比影响的双角钢十字组合截面压杆的承载力计算显得保守,影响了材料性能的发挥;在构件长度较大时,为保证双角钢形成组合截面,设置填板是必要的,并且在3种填板形式中十字焊接式填板构件的承载力最大。

在钢结构工程中,特别是在输电线路的铁塔设计中,经常采用等边单角钢作为轴心受压构件。在设计计算中,无论是按照我国现行的gb50017—2003《钢结构设计规范》,还是采用asce10—1997《美国输电铁塔设计导则》,都需要考虑角钢肢宽与厚度之比的问题。针对此问题,根据弹性稳定理论,推导了等边单角钢轴心压杆宽厚比限值的计算公式,并提出设计计算的方法,供工程设计参考。

通过有限元软件ansys计算了几种典型两端偏心受压q420高强角钢杆件的压溃荷载,并考察了构件变形、应力分布等现象,分析结果可知:残余应力对构件极限承载力的影响小于5%,并与美国《输电铁塔设计导则》(asce10-1997)和我国《钢结构设计规范》(gb50017-2003)进行比较,认为美国导则可以用于q420角钢设计,我国规范偏保守。运用最小二乘法提出了长细比修正公式。

以密实中砂作为地基土,进行了基础两侧无超载和仅单侧超载的地基模型载荷试验,研究了单边超载作用对地基承载特性的影响;主要分析了单边超载作用下的地基承载力、地基土应力分布以及地基破坏模式。结果表明:与无超载试验相比较,在单边超载作用下地基极限承载力得到明显提高,地基沉降量随之减少;地基土竖向应力分布情况不再对称,而是在有超载一侧有所增加;地基破坏模式为非对称形式,横向破坏区域长度较短,地基土隆起亦较小。

对大型钢筋混凝土结构中受弯剪作用的角钢锚筋预埋件进行了试验研究,分析了角钢锚筋的应力分布及挡板的重要作用。试验及计算表明:角钢锚筋预埋件的设计承载力可按文献[3]公式计算,但计算系数ar和ab时需将钢筋直径d用角钢回转半径i替换。试验结果还表明:角钢锚筋预埋件极限承载力是设计承载力的2倍。

大规格高强等边角钢轴压构件承载力研究

国内大型输电铁塔中已逐步采用q420高强度角钢。为研究此类高强度等边角钢轴压杆的整体稳定性能,进行了轴压静力试验研究,试验包括60个试件,截面类型选取了在所有热轧角钢截面中板件宽厚比最大的5种。基于试验结果,研究了q420高强度等边角钢轴心受压柱的失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数,并与现行钢结构设计规范的柱曲线进行了对比,同时分析了板件宽厚比超限对q420高强度等边角钢轴压柱失稳破坏形态和稳定承载力的影响。结果表明:该类构件以弯扭失稳为主,根据试验实测得到的稳定系数明显高于现行钢结构设计规范所规定的等边角钢所在的b类截面柱曲线,甚至高于a类截面柱曲线。研究为后续的有限元计算和数值参数分析提供了重要的基础数据,为设计方法提供了参考建议。

进行了26组沿强、弱轴偏心受压下不等肢单角钢梁柱节点的性能试验。结果表明:当绕强轴弯曲时角钢短肢受压,角钢的偏心受压承载力可能要高于轴心受压承载力。而当绕强轴弯曲时长肢受压或绕弱轴弯曲时,偏心距的增大会降低角钢承载力;绕弱轴弯曲时,承载力降低得更明显。偏心距对极限承载力的影响随长细比的增大而减小。介绍了aisc2005规范中梁柱角钢节点设计的有关规定,并通过试验结果对直接强度法进行验证。

单角钢变双角钢节点试验研究分析——根据康定一崇州500kv双回线路单角钢变双角钢节点试验结果，分析了荷载在节点中的传递机理，探讨了节点的设计方法。

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输电工程中输电塔主材通常采用双角钢十字组合截面的方式,其受力情况非常复杂。通过对12组双角钢十字组合截面偏心压杆的足尺试验和有限元分析,考察了单节间和双节间压杆的受力性能和破坏模式,并利用多参数有限元分析了宽厚比、长细比以及填板数量和布置方式等主要参数对压杆承载力的影响,提出了其组合截面承载力计算方法,并与试验和有限元所得的结果进行了比较。结果表明,基于偏心的双角钢十字组合截面压杆建议的计算方法合理有效,具有较好的适用性。

高承载力单桩静载试验分析——通过高承栽力(预估单桩堆栽总重量为i3200kn)大直径人工挖孔扩底灌注桩静栽试验责料，分析了桩的荷栽传连规律，其变形特征为缓变型，其极限承栽力的确定宜以沉降控制

以６４根单面螺栓连接的等边单角钢压杆稳定试验资料为主要依据，结合国内外钢结构规范和有关技术规定中计算其压杆承载力的计算结果，运用最小二乘法数据统计原理，推导出等边单角钢压杆稳定性的简便验算方法。

基于q460高强角钢两端偏心受压承载力的试验数据,利用ansys数值分析对试验数据进行补充,推导出高强角钢单边连接时宽厚比的限值,并在此基础上提出高强角钢单边连接扭转受到约束时杆件承载力计算的实用公式。最后利用相关试验数据验证公式的准确性,对实际中高强角钢单边连接杆件的设计起指导作用。

采用有限元ansys建立双角钢十字组合截面构件模型,并通过试验对模型进行校准。在此基础上,考察了构件的受力过程和破坏模式,分析了填板数量、布置方式、形式及填板与角钢连接方式等参数对节点极限承载力的影响。提出了计算此类构件承载力的计算公式,以便为工程设计提供依据。

进行了160大规格q420高强度双角钢十字组合截面构件的试验研究。得到了单节间和双节间压杆的受力性能和破坏模式。对该类构件进行数值模拟,考虑构件长细比、肢宽比和填板等对承载力的影响,并在此基础上提出计算方法。与试验结果进行对比,给出适合工程实际的组合截面承载力计算方法,可供工程设计参考使用。

１１８　　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｏｌ畅４４，ｎｏ畅１，２０１４工业建筑　２０１４年第４４卷第１期 现代钢结构 ｑ４６０高强角钢极限承载力的试验研究 倡 郭宏超 １ 　郝际平 ２ 　简　政 １ 　刘茂社 １ 　张天光 ３ （１．西安理工大学土木建筑工程学院，西安　７１００４８；２．西安建筑科技大学土木工程学院，西安　７１００５５； ３．河南省电力勘察设计院，郑州　４５０００１） 　　摘　要：将高强角钢放置在实际铁塔结构中，选取平面三角形桁架１∶１模型，采用不同端部连接形式，两 种长细比，对ｑ４６０高强角钢进行极限承载力试验研究。根据试验结果分析ｑ４６０等边角钢的破坏形态、极限 承载力、与连接腹杆的工作机理等指标。研究表明：子结构试验能真实反映构件在结构中的受力性能和实际 端部约束条件；长细比为３０、４５的试件，其破坏模式介于