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煤矿采空区基础变形特高压输电塔的承载力计算

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中国电机工程学报 2009年第1期29卷 100-106页

作者：杨风利杨靖波韩军科张子富中国电力科学研究院北京市宣武区100055

煤矿采空区铁塔基础易发生变形,严重威胁特高压输电线路的运行安全。采用通用有限元软件ANSYS建立1000kV特高压输电铁塔有限元模型,对采空区铁塔在基础发生沉降、倾斜或滑移后,与正常设计工况进行组合时杆件的内力及其变化趋势进行计算... 详细信息

煤矿采空区铁塔基础易发生变形,严重威胁特高压输电线路的运行安全。采用通用有限元软件ANSYS建立1000kV特高压输电铁塔有限元模型,对采空区铁塔在基础发生沉降、倾斜或滑移后,与正常设计工况进行组合时杆件的内力及其变化趋势进行计算分析,确定了不同工况下的基础变形限值。结果表明,在外荷载相同的情况下,基础位移限值由大到小的顺序为:顺线路变形、横线路变形、不均匀沉降和基础滑移。60°大风工况下基础变形限值最小,为铁塔基础变形的控制工况。与现行规程相比,计算得到的基础不均匀沉降限值偏低,依照规程限值判断铁塔受力状况偏于危险。基础位移未超过限值时对铁塔进行扶正,除基础水平滑移情况以外,铁塔杆件内力未超过极限承载力,处于安全状态。研究结果为我国煤矿采空区基础变形特高压输电线路的安全运行提供参考依据。

关键词：煤矿采空区特高压输电塔基础变形承载力扶正

台风“Soulik”东南沿海近地风剖面特性研究

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振动与冲击 2021年第16期40卷 118-123,191页

作者：李东亮张宏杰韩军科国家电网有限公司北京100031 中国电力科学研究院有限公司北京100055

基于福建宁德地区500 kV输电杆塔离地15 m,27 m,53 m,67 m,和82 m高度处台风“Soulik”实测数据,研究了平均风速、湍流度和阵风因子在垂直高度范围内的变化规律。结果表明:当风速小于12 m/s时,粗糙度指数随平均风速的增大而减小;当风速... 详细信息

基于福建宁德地区500 kV输电杆塔离地15 m,27 m,53 m,67 m,和82 m高度处台风“Soulik”实测数据,研究了平均风速、湍流度和阵风因子在垂直高度范围内的变化规律。结果表明:当风速小于12 m/s时,粗糙度指数随平均风速的增大而减小;当风速超过12 m/s时,粗糙度指数随平均风速变化较小。摩擦速度随平均风速的增大而增大,并且随着高度的增大其数据离散度也不断增大。用公式计算出近地边界层高度随平均风速的变化规律不明显,实测数据平均值为2007.89 m,远高于我国规范规定B类地貌下大气边界层高度350 m。台风“Soulik”平均风速沿高度地变化规律与指数率和对数率模型吻合较好。通过指数型拟合分别得到了纵向、横向和竖向湍流剖面的表达式,同时对实测阵风因子进行了形如G i=α(z/10)^(β)的拟合,并获得了阵风因子的经验表达式。

关键词：台风“Soulik” 风剖面湍流度阵风因子指数率

输电铁塔冷弯角钢构件轴心受压承载力分析及试验研究

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电网技术 2010年第2期34卷 194-199页

作者：杨风利韩军科杨靖波李振宝中国电力科学研究院北京市宣武区100055 北京工业大学建工学院北京市朝阳区100022

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律... 详细信息

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律和极限承载力,并与现行设计规范承载力计算值进行了对比。分析结果表明,现行规范体系不适合我国输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件的强度设计。通过对试验和理论分析结果进行拟合,确定了输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件稳定系数曲线,提出了输电铁塔冷弯型钢构件承载力计算的修正意见。

关键词：输电铁塔冷弯角钢构件试验稳定系数

耐候钢表面氧化皮的结构特征及其对大气腐蚀行为的影响

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金属学报 2017年第2期53卷 163-174页

作者：韩军科严红黄耀周鲁军杨善武北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 中国电力科学研究院北京100192

采用XRD、电化学测量和扫描电子显微术研究了耐候钢在400~700℃不同时间、不同氧流量条件下形成的氧化皮的结构及其对随后的大气腐蚀行为的影响,发现氧化皮的主要组成为Fe3O4和Fe2O3。氧化皮的电阻远高于裸钢表面的氧化膜,并使样品的自... 详细信息

采用XRD、电化学测量和扫描电子显微术研究了耐候钢在400~700℃不同时间、不同氧流量条件下形成的氧化皮的结构及其对随后的大气腐蚀行为的影响,发现氧化皮的主要组成为Fe3O4和Fe2O3。氧化皮的电阻远高于裸钢表面的氧化膜,并使样品的自腐蚀电位显著上升。氧化皮分为内外两层,外层疏松,内层致密,氧化皮的保护性主要来自内层。致密的氧化皮形成于500~600℃。延长等温时间有利于提高氧化皮的致密度。限氧条件下进行氧化处理不利于氧化皮致密化。致密的氧化皮在腐蚀初期明显延缓了大气腐蚀进程,但在长期腐蚀过程中,反而使腐蚀进程有所加快。这些结果表明,致密的氧化皮在腐蚀过程中难以转化为腐蚀产物,保留于锈层中成为杂质和缺陷,促进了腐蚀。

关键词：耐候钢氧化皮大气腐蚀

1000kV淮南—上海输变电工程同塔双回钢管塔风振控制

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中国电机工程学报 2010年第7期30卷 104-110页

作者：杨靖波韩军科华旭刚陈政清中国电力科学研究院北京市宣武区100055 湖南大学风工程试验研究中心湖南省长沙市410082

以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程同塔双回钢管塔为研究对象,对风荷载作用下杆塔的整体振动以及局部钢管杆件的涡激振动的控制措施,分别采用数值仿真和风洞试验进行了研究。针对整塔的风振,提出采用粘弹性阻尼器并联于钢管主材... 详细信息

以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程同塔双回钢管塔为研究对象,对风荷载作用下杆塔的整体振动以及局部钢管杆件的涡激振动的控制措施,分别采用数值仿真和风洞试验进行了研究。针对整塔的风振,提出采用粘弹性阻尼器并联于钢管主材外侧控制弯曲振动、调谐质量阻尼器置于横担端部控制扭转振动的新型联合控制方案;针对局部钢管杆件的横风向涡激振动,提出采用螺旋形扰流线的控制方案;并给出控制装置的关键技术参数的设计方法。控制措施易于工程应用,在一定的参数下,塔顶处顺风向位移和加速度响应可降低30%,杆件横风向振动基本消失,钢管塔的这2类风振得到有效抑制。

关键词：特高压钢管塔风振控制阻尼器涡激振动螺旋形扰流线

考虑节点转动刚度的圆管杆件结构自适应有限元分析方法

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工程力学 2013年第10期30卷 19-27页

作者：刘海锋韩军科李清华高渊杨靖波中国电力科学研究院北京100055

为了判断杆件结构的有限元分析精度对节点转动刚度是否敏感,并据此调整杆件结构的离散方式,根据Zienkiewicz-Zhu后验误差估计理论,定义了正应力范数来衡量有限元的计算精度,推导了考虑节点刚度的梁单元节点力-位移公式,并以试算得到的梁... 详细信息

为了判断杆件结构的有限元分析精度对节点转动刚度是否敏感,并据此调整杆件结构的离散方式,根据Zienkiewicz-Zhu后验误差估计理论,定义了正应力范数来衡量有限元的计算精度,推导了考虑节点刚度的梁单元节点力-位移公式,并以试算得到的梁/杆单元的两节点位移作为边界条件,根据半刚性节点位移-力的公式,给出了杆件需要采用梁单元、杆单元、梁+弹簧单元离散的节点刚度范围,然后通过试算确定杆件结构的合理离散方式。在ANSYS中用APDL语言实现以上算法,并以2个简单结构为例说明了该算法的流程并验证了它的正确性。

关键词：转动刚度自适应分析能量范数杆件结构 Zienkiewicz—Zhu ANSYS

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输电铁塔十字组合双角钢构件稳定性规范对比

建筑结构 2014年第6期44卷 55-59,78页

作者：韩军科邱书清中国电力科学研究院北京100192

以输电铁塔十字组合双角钢构件为研究对象,对美国《输电铁塔设计导则》(ASCE 10)、英国《铁塔设计规范》(BS 8100)、欧洲《45kV以上交流架空输电线路设计规范》(EN 50431)中关于十字组合双角钢轴心受压构件稳定承载力计算方法进行了介绍... 详细信息

以输电铁塔十字组合双角钢构件为研究对象,对美国《输电铁塔设计导则》(ASCE 10)、英国《铁塔设计规范》(BS 8100)、欧洲《45kV以上交流架空输电线路设计规范》(EN 50431)中关于十字组合双角钢轴心受压构件稳定承载力计算方法进行了介绍,并与我国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154)及《钢结构设计规范》(GB 50017)进行对比分析。结果表明:对于十字组合双角钢构件稳定性,GB 50017和ASCE 10同时考虑扭转屈曲和弯曲屈曲,DL/T 5154,EN 50431,BS 8100仅考虑弯曲屈曲;对于十字组合双角钢构件弯曲长细比,DL/T5154按实腹式构件计算两个轴的弯曲长细比,BS 8100和EN 50431对于虚轴采用换算长细比进行计算;对于输电铁塔十字组合双角钢构件的轴压稳定抗力,BS 8100和EN 50431计算结果接近,且大于DL/T 5154计算结果,ASCE10计算结果大于GB 50017。

关键词：输电铁塔十字组合双角钢轴压稳定抗力设计规范

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特高压输电线路钢管塔计算模型的选择

电网技术 2010年第1期34卷 1-5页

作者：杨靖波韩军科李茂华李峰杨风利中国电力科学研究院北京市海淀区100192

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通... 详细信息

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。

关键词：特高压钢管塔计算模型梁杆混合单元模型杆端弯矩

冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点非线性有限元分析

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冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点非线性有限元分析

作者：韩军科北京工业大学

学位级别：硕士

建筑结构用冷弯矩形钢管是采用冷轧或热轧钢带,经连续辊式冷弯及高频直缝焊接生产形成的矩形钢管。冷弯矩形钢管是我国近年来发展的一种结构用钢,在建筑、桥梁等领域有着十分广泛的应用前景。在传统钢结构中,建筑用结构柱一般为四块钢... 详细信息

建筑结构用冷弯矩形钢管是采用冷轧或热轧钢带,经连续辊式冷弯及高频直缝焊接生产形成的矩形钢管。冷弯矩形钢管是我国近年来发展的一种结构用钢,在建筑、桥梁等领域有着十分广泛的应用前景。在传统钢结构中,建筑用结构柱一般为四块钢板焊接的箱形柱,加工工作量大,内置横隔板施工困难,不利于工厂化批量生产。冷弯矩形钢管虽然可以实现大批量工厂化生产,但冷弯矩形钢管在冷成型过程提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性,因而冷弯矩形钢管作为柱材在建筑结构抗震中的应用有待进一步研究。本文在对国内外冷弯矩形钢管与焊接箱形钢管节点型式研究的基础上总结出四类八种适合于冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接的节点型式,并提出一种新型节点连接型式,分别给出了相关的设计规定和使用条件。利用大型通用有限元分析软件,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点与焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的抗震性能进行对比分析,探讨出冷弯矩形钢管的特性对节点抗震性能的影响。为验证冷弯矩形钢管整体结构在抗震工程中的有效性,本文在对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点的基础上,对冷弯矩形钢管框架(一榀两层两跨)与焊接箱形框架(一榀两层两跨)进行低周反复荷载作用模拟分析。非线性有限元分析表明冷弯矩形钢管柱有很好的抗震性能。

关键词：冷弯矩形钢管柱 H型钢梁抗震性能非线性有限元分析