单管塔节点刚度对整塔刚度的影响

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1、DOI：lO．3969／j．is舳．1672—4011．2013．01．027单管塔节点刚度对整塔刚度的影响施文(同济大学建筑工程系，上海200092)摘要：单管塔常用的插接连接节点和法兰连接节点的刚度相对于连续塔体均有不同程度弱化，而目前单管塔的设计计算方法将整塔视为刚度连续构件，并未考虑节点刖度弱化对整塔刖度的影响。利用ANSYS有限元分析程序可以分析多种单管塔节点的节点刚度的弱化程度，采用适当简化方法可进一步分析考虑节点刖度弱化时整塔刚度变化，为实际工程设计提供参考。关键词：单管塔；节点刚度；整塔刖度中图分类

2、号：TU391文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)01一0058一03Inn啷ceofJ抽吐S懂Ihe辎佃缅eWholeS蛔删岫试S僦如e鼹ofMono舯IIesHIW帆(D印口咖啪l旷C如口勖咖柳砌g，7．o喇i踟矗嘶，虢础i200092。‰)Ah吐r瓢ct：The8在日臣l鹤8ofn∞gejoints柚dsHpjoi证swhichi8u勖lallyu8ed够mec叩n∞60l嗨of舶m幻po‰a托weakertll_帅tllatof咖dnuo岫p0惦s叽ctII陀．However，tllecu

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6、，主要变形为弯曲变形。同时，由于安装和构造要求，单管塔直径一般较大(≥600姗)，在很多情况下单管塔结构为刚度控制，故而单管塔的变形计算十分重要。目前，常用的单管塔设计计算方法有两种uJ：一种是采用空间有限元方法计算；另一种是将单管塔视为连续的楔形截面悬臂梁计算。这两作者简介：施文(1％7一)，男，湖北威宁人，硕士研究生，研究方向：钢结构。种方法都将单管塔视为刚度连续构件，即节点段刚度不弱于连续塔体段刚度。然而这种假设与实际不尽相符。罗烈【2j对理想插接节点的抗弯刚度进行研究，涂望龙p1对考虑初始缺陷的插接节点抗弯

7、刚度进行研究，二者都提出与连续段相比，插接节点抗弯刚度存在弱化。对于法兰连接节点，多数研究者注重于法兰螺栓受力以及节点承载力，对其刚度研究较少。而节点刚度对整塔刚度影响的研究，更无人问津。本文结合实际工程，利用ANSYs有限元程序分析工程设计的各种节点的刚度弱化程度，然后采用简化方法考虑节点刚度进行整塔建模分析，得出不同节点刚度对整塔刚度的影响。1工程背景节点J4．D-778节点J3D902节点J2D=105(节点JlD=120‘图I塔体结构示意图表l各节点参数表节点法兰尺寸加劲肋尺寸螺栓插接长度编号形式(mm一Ⅲ

8、)×咖(咖瑚m)蜘m)(Im)外法兰(妒2如一夺l唧)×30180×120×lO24l忉n内法兰(由129D一鄙Io)x30180×120×lO24M27插接15∞外法兰(牵1142一耷9眈)x30180x120xlO20】1124J2内法兰(妒02一施2)×30180x120×lO20^124插接13∞外法兰(由9r78一妒78)×30150xloo×1016眦24J3内法兰(妒78一晒78)×30150×100×lO16M24插接1170外法兰(掷鹊一椰9)×30150×100×lO12M20J4内接兰(拍黔一

9、舻89)x30150×1∞x1012—￡20插接1040注：法兰尺寸为：(外径～内径)×厚度，加劲肋足寸为：高度×宽度x厚度南京某地拟建一座通信单管塔，基本风压为0．4kPa，塔高40m，塔身设置两个平台，分别位于高度37m和32m处。塔体共分5段，各塔段尺寸如图1所示。塔段之问的连接，考虑常用螅法兰连接和插接连接，其中法兰连接又包括外法兰连接和内法兰连接两