受损钢结构变电构架抗震性能分析

以某500 k V变电站中典型的钢结构变电构架为基础,建立符合实际的单侧支撑双跨人字形变电构架模型,采用ANSYS软件对构架进行了动力特性分析和弹塑性动力时程分析,了解了构架在不同损伤程度下的抗震承载力特点。研究表明:变电构架支柱对于损伤非常敏感,支柱的损伤会严重削弱变电构架的侧向刚度,在实际工程中可以通过检测构架动力特性改变的程度来定性判断其损伤程度。与无损变电构架相比,受损构架在不同地震动作用下,应力水平均有所增加,而且随着损伤程度的增加,杆件应力水平增加愈多,说明损伤加剧了构架发生地震破坏的危险,在实际工程中应加强监测和维护。

钢变电构架考虑损伤的承载能力计算模型研究

针对无侧向支撑的两跨人字形钢结构变电构架,在构架柱损伤前后,分别进行了考虑结构二阶效应的承载能力分析。为了模拟构架柱的凹陷损伤,分别采用了等效刚度模拟方法和区段损伤模拟方法。分析中考虑了构架柱的初始几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同作用的影响。在导线荷载作用下,通过分析对比变电构架受损前后的二阶弹性、一阶弹塑性和二阶弹塑性曲线,得到了其承载能力的变化规律:变电构架的极限承载能力主要受弹塑性二阶效应的影响,但与弹性极限差别较大;与区段损伤模拟方法相比,采用等效刚度模拟方法时,其极限承载能力降低较为明显。

三种类型钢变电构架考虑二阶效应的受力性能比较

对双侧、单侧及无侧向支撑的三种两跨人字形钢结构变电构架在导线荷载作用下进行了考虑结构二阶效应的受力性能分析。分析中考虑了构架柱的初始几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同作用对变电构架受力性能的影响。通过分析对比三种类型变电构架在考虑各种影响因素下的受力性能,找出了它们的二阶效应特点以及侧向支撑的作用特点。

单侧支撑钢变电构架二阶效应分析

为了找出单侧侧向支撑两跨人字形钢变电构架的二阶效应特点及影响因素,分析中考虑了构架柱的几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同作用对变电构架受力性能的影响。通过分析对比导线张力、水平荷载以及竖向荷载作用下的3条荷载-位移曲线可知:变电构架在导线张力和水平荷载作用下,受材料非线性较二阶效应的影响大;而在竖向荷载作用下,受二阶效应较材料非线性的影响大。