110kV户外GIS设备模块化装配式混凝土工字形基础研发

根据变电站户外GIS设备的布置形式及运行特点,提出设备模块化装配式混凝土工字形基础。针对已经投建的110kV变电站户外GIS设备进行模块化装配式混凝土工字形基础设计,采用有限元方法进行了两种极限荷载工况下的分析论证。结果表明,钢筋的最大Mises应力和预制件混凝土的最大主压应力均远低于钢筋屈服强度设计值和混凝土的抗压强度设计值;预制件混凝土的最大主拉应力为2MPa,大于混凝土抗拉强度设计值,但低于混凝土抗拉强度标准值,不会开裂;基础最大竖向位移分别为7.663mm和5.391mm,远低于DL/T5457—2012中容许值200mm的要求;GIS设备装配式基础整体最大沉降差分别为2.150mm和1.896mm,满足DL/T5457—2012中容许沉降差或倾斜0.002L(L为基础对应方向长度)以内的要求。

GIS模块化装配式基础带翻边工字形预制件连接承载力研究

针对目前GIS设备装配式混凝土基础的不足,提出新型GIS模块化装配式混凝土工字形基础,由带翻边的工字形直形预制件ZXF和转角预制件ZJF通过螺栓连接而成。分别以长度为1.3m、1.2m的直形预制件ZXF13和转角预制件ZJ12为对象,通过集中荷载作用下的足尺试验,研究了ZXF13-ZXF13和ZXF13-ZJF12两试件连接处的抗弯承载力和刚度,并采用ABAQUS有限元软件进行了分析和对比。当集中荷载达到330kN时,两连接试件中的ZXF13腹板中直径为500mm孔附近沿45°方向产生2条斜裂缝;ZXF13-ZXF13和ZXF13-ZJF12试件跨中位移分别约为0.8mm和1.2mm,连接处至少能承担180.9kN·m的弯矩,说明带翻边工字形预制件之间的螺栓连接方式具有足够的刚度和抗弯承载力,能满足GIS设备基础抗弯和基础变形的要求。无论是荷载-位移曲线还是裂缝的分布,有限元分析结果和试验数据符合较好,证明所采用的有限元建模和分析方法是正确合理的。