螺栓连接滑移对输电铁塔力学性能的影响研究

为了施工和安装方便,输电铁塔节点构造时多采用普通螺栓连接,螺栓预紧力较小,容易产生螺栓连接滑移。对于输电铁塔这种超静定结构,螺栓连接滑移将影响构件的内力分布和铁塔的整体刚度特征。采用一种简化的螺栓连接滑移模型,在输电铁塔分析时引入了螺栓连接滑移的影响,分别对5种不同载荷工况下螺栓连接滑移对构件内力及铁塔整体位移的影响进行了研究。结果表明:当铁塔整体受到以弯曲为主的载荷作用时,螺栓连接滑移对整个铁塔变形的影响不大;而当铁塔整体受到以扭转为主的载荷作用时,螺栓连接滑移对铁塔变形影响很大;螺栓连接滑移对构件内力的影响随着载荷工况的不同而变化,但影响最大的杆件均位于塔头位置。

螺栓连接滑移的不确定性对输电铁塔结构内力的影响研究

输电铁塔中螺栓连接节点的连接滑移现象十分普遍,并且其载荷-变形过程具有很大的不确定性,传统输电铁塔分析方法常常采用空间桁架模型计算结构内力,有时不能准确反映输电铁塔中构件的真实受力情况。以输电铁塔的塔身部分为研究对象,考虑螺栓连接滑移的影响建立了塔身模型的参数化有限元模型,确定了随机输入变量和输出变量,并采用拉丁超立方抽样方法,通过直接蒙特卡洛模拟,得到了弯曲和扭转载荷工况下输电铁塔结构内力,研究了螺栓连接滑移对铁塔结构内力的影响规律。通过研究发现:考虑螺栓连接滑移不确定性影响后,杆件轴力大于空间桁架模型计算结果的概率有时很大,尤其是在扭转载荷工况条件下,斜材轴力大于空间桁架模型计算结果的可能性甚至会超过75%;不同载荷工况条件下,螺栓连接滑移对杆件轴力的影响程度也不相同,在弯曲载荷工况条件下,螺栓连接滑移对主材轴力的影响相对较小,而对斜材轴力的影响相对较大,在扭转载荷工况条件下,螺栓连接滑移对载荷所在侧面的斜材轴力影响较大,而对另外两个侧面的斜材轴力影响相对较小;实际工程中可以按照不同的载荷工况以及杆件所处的位置,对采用空间桁架模型计算得到的杆件轴力进行修正,以考虑螺栓连接滑移不确定性的影响,保证构件设计阶段所用轴力的可靠性。

考虑螺栓连接滑移影响的输电铁塔塔身结构分析

在ANSYS中建立了考虑节点螺栓连接滑移特性的输电铁塔塔身节段三维有限元模型,分别计算得到了垂直荷载和水平荷载作用下塔身节段杆件轴力和节点位移,分析了螺栓连接节点类型、荷载类型和螺栓滑移距离对塔身节段杆件内力和变形的影响。垂直荷载作用下,斜材与主材节点螺栓连接滑移对塔身节段杆件轴力及节点位移的影响更为明显,塔身主材、塔腿斜材和第2节间倒K斜材轴力变化大都高于水平荷载工况;而水平荷载作用下,横隔面杆件与主材螺栓节点的连接滑移是主要影响因素,其对加载点附近塔身主材和交叉斜材轴力的影响显著,第3节间主材和交叉斜材轴力的变化幅度分别达到34.8%和45.2%。螺栓滑移距离对塔身主材和塔腿斜材轴力最大值影响较小,但对加载点竖向变形影响明显。

螺栓连接滑移对输电铁塔结构变形的影响研究

输电铁塔中普遍存在着螺栓连接节点的连接滑移现象,而传统输电铁塔分析方法一般不考虑螺栓连接滑移的影响,因此不能准确反映输电铁塔的变形情况。在外荷载作用下,螺栓连接滑移会增加输电铁塔侧向变形,导致结构的二阶效应明显,进而影响结构的承载力和安全性能,因此研究螺栓连接滑移对输电铁塔变形的影响显得非常重要。以猫头型直线塔为研究对象,通过有限元方法建立考虑螺栓连接滑移的三维有限元模型,模拟分析斜材和主材连接节点的螺栓滑移,以及不同位置的连接节点螺栓滑移对输电铁塔变形的影响。根据影响因素和分析结果,提出减小螺栓连接滑移对输电铁塔变形的措施。

基于Python语言的发动机螺栓连接滑移分析和设计改进

针对发动机中普遍存在的螺栓连接滑移现象,采用Abaqus软件对安装座和平台的螺栓连接模型进行螺栓接触分析,通过Python语言对Abaqus软件的后处理进行二次开发,得到了螺栓实际滑移量计算的方法和自动后处理脚本程序;通过已有数据验证了仿真方法的准确性;分析了某空调压缩机安装支架的螺栓连接滑移情况,预测了发生最大滑移的螺栓孔位置;通过改进设计,降低了螺栓滑移量,提高了螺栓连接的可靠性。

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔真型试验及螺栓连接滑移影响分析

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔作为目前电网系统中最为复杂的结构之一,若采用传统的桁架模型或梁杆模型进行结构分析,其结果和试验值差异较大。已知螺栓连接滑移会影响结构的刚度分布和承载力,因此考虑螺栓连接滑移对特高压直流重冰区输电铁塔内力性能的影响是十分必要的。以乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程中重冰区铁塔为对象,引入非线性弹簧单元,首次建立了该类铁塔的螺栓连接滑移有限元模型,结合铁塔足尺试验结果,进行了多种荷载工况作用下的变形和内力综合分析。结果表明,螺栓连接滑移模型计算结果与试验结果比较吻合,建议针对变形较大的荷载工况如扭转荷载,采用二阶效应弹性分析或者直接分析法进行结构分析,并通过提高整体或局部刚度等构造措施来减小螺栓连接滑移引起的大变形。

螺栓连接滑移对输电铁塔结构变形的影响研究

螺旋接头的连接滑移现象在输电塔中较为常见,传统分析方法一般不考虑螺旋滑移的影响,因此不能准确反映出塔身结构的变 形。在外载荷作用下,螺栓连接的滑移会增加杆塔的横向变形,结构的二阶效应会明显,这将影响结构的支撑能力和安全性能。因此,研 究螺栓滑移使输电铁塔变形效果非常重要。以猫头型直线塔为研究对象,采用有限元法建立考虑螺栓滑移的有限元三维模型,模拟了接头 的滑移和材料的结合。

输电铁塔螺栓节点连接滑移特性及模型参数研究

完成了21组输电铁塔螺栓连接试件的拉伸试验,采用ABAQUS软件对典型试件进行了有限元仿真分析,研究了初始间隙、螺栓扭矩、接触面粗糙程度、螺栓孔直径和连接杆件强度等参数对螺栓节点荷载-变形曲线的影响规律。分别按照指数模型和改进的分段多项式模型,对固定端螺栓数量为1、2和3的荷载-变形试验曲线进行了非线性拟合,确定了两种模型的拟合参数取值,分析了两种模型在输电铁塔结构分析中应用的可行性,推荐采用物理意义明确、适用范围更广的指数模型。对于最大间隙、理想间隙和最小间隙三种情况,指数模型得到的荷载-变形拟合曲线与试验曲线吻合较好,能够准确描述螺栓连接滑移过程;最小间隙工况的拟合曲线与试验曲线在线性增加段误差相对较大,最大相对差值范围约为10%~20%。

预应力钢绞线-滑移连接-耗能段组合体抗震性能研究

地震作用下,减小耗能段的残余变形和优化自复位结构的耗能机制,是提高建筑结构震后功能恢复能力与抗震性能的重要方式之一。基于预应力钢绞线、滑移连接和短剪切形耗能段的力学性能,提出一种抗震性能良好的组合体。为探究组合体的抗震性能,采用校正的有限元分析方法对5个有限元模型进行分析,得到了组合体分析模型的滞回性能、自复位性能、耗能能力和等效塑性应变等抗震指标。有限元分析结果表明:组合体具有良好的承载力、耗能能力和自复位性能;组合体分析模型的损伤集中在可更换的耗能段上;预应力钢绞线结合超低摩擦滑移连接可有效减小耗能段的残余变形;设置扩孔螺栓连接型耗能段可提高组合体的延性。

外包花纹钢-混凝土组合梁滑移性能分析

针对钢-混凝土组合梁抗滑移性能的不足,文章提出了一种外包花纹钢-压型钢板混凝土组合梁,利用外包钢梁的凸起花纹来增强钢梁与混凝土的共同作用;为研究抗滑移连接度对外包花纹钢-混凝土组合梁抗滑移性能的影响,共设计6根足尺简支组合梁;对试验所得的荷载-跨中挠度曲线、荷载-端部滑移曲线和滑移沿梁长分布曲线进行了研究分析,建立了外包花纹钢-混凝土组合梁的滑移简化计算模型,推导出滑移微分方程,求解了在不同荷载方式作用下的滑移理论计算公式;考虑到滑移效应引起的附加挠度,提出组合梁在滑移影响下的跨中挠度理论计算公式;将试验测得的数据与理论计算结果进行比较,两者吻合较好。

钢桥高强螺栓连接面表面处理技术的研究与应用

针对目前钢桥高强螺栓连接面接头表面处理技术设计中存在的共性选择技术问题进行了研究，对钢结构工程制造中高强螺栓连接面涂装配套体系的选择问题提出自己的浅见。研究了高强螺栓摩擦面不同表面处理涂装工艺在连接面中的适应性，分析了各种因素条件对高强螺栓连接面抗滑移系数及漆膜成型的影响，优化了喷涂工艺配套。分析结果表明：对于优质钢桥高强螺栓连接面接头的防护处理，采用无机富锌防锈防滑涂料体系和电孤喷铝体系防护，可满足工程抗滑移系数需求，外观成型和内部质量良好，可大幅提高工程安全}生，提高生产工效，从涂装工艺技术途径上得到了突破。

滑移连接的防屈曲支撑RC框架节点抗震性能试验研究

防屈曲支撑(BRB)与框架之间采用的传统焊接节点会约束梁柱开合变形,在强震作用下易使框架先于支撑发生破坏。为释放传统焊接节点对梁柱的刚性约束,提出滑移连接的BRB框架节点,通过对预埋入混凝土内部的连接钢板表面进行无黏结处理,以抗拔不抗剪的方式传递BRB轴力。在滑移节点的工作原理、设计方法和施工流程基础上,对2个基于滑移连接的足尺BRB-框架梁柱组合体开展拟静力试验研究,并与1个传统焊接节点的破坏模式、滞回性能和节点应力进行比较。试验结果表明:当层间位移角达到1/33时,滑移节点的层剪力与传统焊接节点相比降低了34%,有效避免了框架发生剪切破坏;滑移节点的应力水平显著焊接节点的显著降低;在滑移节点与框架梁端设置的附加纵筋可更有效地减小节点区的开合效应和发挥BRB的耗能作用;滑移节点中BRB的滞回性能与传统节点的滞回性能接近。

共享铁塔抗滑移连接件承载性能分析

给出了抗滑移连接件各部件参数的具体设计流程,并对抗滑移连接件承载性能进行了理论及有限元分析。结果表明:螺栓等级直接影响双板件连接的转动刚度及抗滑移性能,当螺栓等级较低即双板件连接转动刚度较低时,抗滑移连接件初期刚度主要取决于双板件连接的转动刚度,矩形钢管间距对其影响较小,当螺栓等级较高时,双板件连接刚性较高,矩形钢管间距变化引起了挂载铁杆线刚度变化,导致抗滑移连接件初期刚度及塑性承载力发生明显变化;螺栓等级对抗滑移连接件初期刚度影响同样与矩形钢管间距相关,当矩形钢管间距较小时,螺栓等级对抗滑移连接件的初始刚度影响较大,当矩形钢管间距较大时,抗滑移连接件模型在螺栓等级变化下初始刚度基本不变。实际工程中,当挂载间距受限制时,必须匹配与之相适应的螺栓等级,抗滑移连接件的承载能力才能得到高效发挥。

各工程作业考虑下简支组合梁结构性能的数值分析(英文)

提出了一个有关组合梁结构性能的全面数值分析,针对剪切变形效应、不同施工方法、不同程度的钢构件截面应变硬化等情况下,对简支组合梁结构性能进行了一系列的数值分析。使用先进的三维有限元方法,模拟输入特定的材质、几何尺寸、非线性的界面,分析和讨论了24组简支组合梁的承载能力和变形特性。通过分析和考虑两种不同的施工方法,包括混凝土浇筑组合梁时仅采用端部支撑及混凝土浇筑组合梁时采用全支撑,发现剪切连接件滑移的要求在前者的情况下相对较小。另外,若同时考虑欧洲规范第3及第4部分中提及的钢构件截面应变硬化效应后,在全剪切连接情况下,组合梁承载能力有8.5%的显著提升。然而,随着剪切连接程度的减少,截面应变硬化作用减弱,同时,对剪切连接件滑移的要求也会随之减少,因此这样的变化对于组合梁里允许应变而非延性的剪切来说是非常重要的。

输电塔交叉斜材承载力试验及有限元分析

本文设计了输电铁塔常用的两种交叉斜材节间,根据斜材不同的内力比值共完成12组静力加载试验。采用有限元软件ANSYS对两种节间进行数值分析,并将分析结果与试验结果及规范计算结果进行对比分析。建立了螺栓连接节点的有限元模型,得到了螺栓节点连接滑移的荷载-位移曲线。然后根据荷载-位移曲线建立交叉斜材滑移模型,并在验证模型有效性的基础上进行参数分析。研究表明,交叉斜材节间极限承载力受拉压比影响,现有规范中的计算方法对于交叉斜材节间有一定偏差。本文提出的考虑螺栓滑移的ANSYS模型能够较好地模拟交叉斜材节间的破坏形式,并算得较为精确的极限承载力,通过参数分析发现材料强度、长细比、宽厚比对于交叉斜材节间极限承载力产生影响。

360°锁缝板防水一体化施工技术

叙述了360°锁缝板防水一体化施工技术,360°锁缝金属板采用通长制作,无接缝,支架与板的连接为滑移型连接设计,以独特的隐藏式支架安装,相邻金属板间采用360°锁缝咬合,整体性、密闭性强,质量易控制,并且具有较强的抗风能力,施工简便。

注脂螺栓在桥梁工程中的应用

注脂螺栓连接是钢结构无滑移连接的一种新方式,通过在螺杆与孔壁缝隙间填充环氧树脂的方式,达到无滑移的目的。它可以选择是否预加力。注脂螺栓在旧桥加固维修中有特殊的优势。介绍了注脂螺栓的构造、优缺点、徐变、安装以及欧洲规范对其设计的规定。

不同挂载位置下输电塔子结构性能试验研究

共享输电塔依靠抗滑移连接件将通讯设施与电力设施结合,而输电塔在设计之初并未考虑这种方案。因此,有必要进一步明确挂载对输电塔性能的影响。为分析不同挂载位置对输电塔整体承载性能的影响,在输电塔中选取子结构,并以挂载位置为变化参数进行了单调拟静力试验。结果表明:不挂载时,主材的破坏模式为弯扭失稳,在挂载作用下主材破坏模式均呈现为弯曲失稳。竖向挂载与侧向挂载的联合作用对子结构整体的承载力有所削弱,辅材对主材的支撑作用是不可忽略的。基于挂载对试件承载力的削弱程度,建议在挂载时使用相邻节间挂载。

Establishment of Slip Coefficient for Slip Resistant Connection

A slip critical connection has various values to adopt the proper slip coefficient in various conditions of faying surfaces in AISC, AIJ and Eurocode3. The Korean Building Code regulates the unique slip coefficient, from 0.45 to 0.5 without consideration of the diverse faying conditions in 2009. In this study, the slip resistance test, including five kinds of surface treatments were conducted to obtain the proper slip coefficients available to steel plate KS SM490A. The slip coefficient of specimens over zinc primer thickness of 128 lam exhibit was 0.42. The clean mill treated surface had prominently lower values as slip coefficient, 0.27. For red lead painted treatment, it is suggested to setup a minimum slip coefficient, 0,21, below a coating thickness of 65 μam. The slip coefficient of one faced lap connection was higher 1.4 times than the slip coefficient of two faced lap connection.

考虑滑移的空间弹性节点“模糊”精化分析及其在送电线路铁塔中的应用

基于模糊数学的隶属度概念,从节点的弹性位移着手实现节点的模糊转角,推导了空间弹性梁单元的单刚矩阵,给出了模糊转角位移的隶属度与弹簧刚度的映射关系。同时考虑了连接节点的滑移,导出了有滑移杆件的轴向刚度。借助MATLAB软件,编制了考虑滑移的空间弹性节点模型(SFJS)源程序。利用该程序分析了JJ3型送电线路铁塔在支座不均匀沉降作用下主材和斜材的轴向力分布规律,数值计算结果与足尺铁塔试验结果吻合良好。相比传统的刚架模型,考虑滑移的空间弹性节点模型计算结果更能准确地反映地表变形作用下送电线路铁塔杆件的内力。分析结果可以为采动区送电线路铁塔的设计、计算和保护提供理论依据。