输电钢管塔主材次应力分析.pdf

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1、第36卷第4期2015年8月电力与能源597输电钢管塔主材次应力分析洪洲澈，黄斌，邓洪洲(同济大学建筑工程系，上海200092)摘要：目前输电塔设计多采用桁架体系，未考虑弯曲应力即次应力对输电塔的影响，使设计偏于不安全。输电塔节点多采用插板或法兰连接，与理想的桁架模型相比差别很大，次应力的影响可能导致杆件的应力超过允许值。以典型的输电钢管塔为研究对象，通过有限元分析，对输电塔结构的次应力分布特点、影响塔腿次应力大小的设计参数进行研究，提出考虑参数影响的塔腿最大次应力比例计算方法和塔腿主材优化设计公式，并按压弯构件的计算方法对公式进行

2、了验证。关键词：输电塔；次应力；有限元分析；优化设计作者简介：洪洲澈(1990)，男，硕士研究生，研究方向为输电塔次应力。中图分类号：TU392．3文献标志码：A文章编号：2095—1256(2015)04-0597—06AnalysisonSecondaryStressofPrimaryMemberofTransmissionTubularTowerHONGZhou—Che，HUANGBin，DENGHong—Zhou(DepartmentofBuildingEngineering，TongjiUniversity，Shangha

3、i200092，China)Abstract：Themethodofspacetrussmodelisnowwidelyusedinthedesignoftransmissiontowers．However，theinfluenceexertedbysecondarystressisnottakenintoaccount，leadingtounsafety．Tube-gussetplatecon—nectionsandflangeconnectionsareusuallyadoptedintransmissiontowers，whi

4、charequitedifferentfromidealtrussmodels．Thus，thestressofmembersmayexceedtheallowablevalue．Thispaperfocusesontypicalsteeltubulartransmissiontowersanddiscussesthesecondarystressdistributioncharacteristicsaswellasdesignpa—rameterswhichinfluencesecondarystressofprimarymemb

5、ersbyfiniteelementnumericalanalysis．Acompu—tationalmethodwhichshowstherelationshipbetweenmaximalsecondarystressratioanddifferentfactorsandamathematicaloptimizationdesignformulaofprimarymembersareputforward．Inaddition，theformulaisvalidatedbythecalculationmethodofcombine

6、daxialloadandbending．Keywords：transmissiontower；secondarystress；FEA；optimizationdesign输电塔是输电线路的重要组成部分，一般为(即弯曲应力占轴力应力的百分比)的影响较长细较高的钢桁架塔。随着输电线路输送容量及电压比对次应力比的影响要大。韩军科等通过统计等级的不断提高，输电塔结构正逐渐朝着高耸、大分析，给出了输电塔主材长细比与稳定应力比的跨、特高压方向发展，出现了以钢管为塔体主材的对应关系式，但其模型并未考虑节点区域的刚度钢管塔。钢管塔较角钢塔具有更好

7、的经济效增大，也未给出其他影响因素和应力比的关系式。益口]，更能充分发挥材料的承载力【_2]。本文以典型的输电塔为研究对象，通过有限目前输电塔设计多采用桁架体系，即考虑杆元分析，对输电塔结构的次应力分布特点、影响塔件节点为铰接]。现有设计软件未考虑因弯矩产腿次应力大小的设计参数进行研究，提出考虑参生的弯曲应力即次应力对输电塔的影响，使钢管数影响的塔腿最大次应力比例计算方法和塔腿主塔的设计偏于不安全。输电塔的主材规格较大，材优化设计公式，并按压弯构件的计算方法对公构件抗弯刚度大，节点多采用插板或法兰连接，与式进行了验证，为设计提供参考

8、。理想的桁架模型相比差别很大，次应力的影响可1输电钢管塔次应力分布研究能导致杆件的应力超过允许值。李茂华等[4]指出塔身变坡处次应力随杆件长径比的增加而减小，1．1有限元模型的建立帅群等_5指出塔腿主材和斜材的夹角对次应力比根据塔型特