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悬挑公路面公铁两用铆接钢桁梁桥次应力分析

铁道建筑 2023年第4期63卷 38-41页

作者：汪世龙梁志广张勇胡强铁科检测有限公司北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

钢桁梁设计中常将节点简化为完全铰接状态,但实际节点具有一定约束能力,在杆端会产生一定的次应力。本文以京九铁路赣江南桥悬挑公路面公铁两用的铆接钢桁梁桥为例,建立有限元模型,通过调整节点连接刚度(约束),分析次应力的变化对杆件... 详细信息

钢桁梁设计中常将节点简化为完全铰接状态,但实际节点具有一定约束能力,在杆端会产生一定的次应力。本文以京九铁路赣江南桥悬挑公路面公铁两用的铆接钢桁梁桥为例,建立有限元模型,通过调整节点连接刚度(约束),分析次应力的变化对杆件受力的影响。有限元分析结果表明:随着节点刚度的增强,各杆件产生的轴向应力随之减小而次应力随之增大,在荷载作用下竖杆产生次应力,以面外弯曲应力为主,其余杆件则以面内弯曲应力为主。同时,荷载试验结果与有限元分析结果一致。虽然竖杆实测次应力系数较大,但考虑次应力系数后承载能力仍能满足设计要求。

关键词：钢桁梁次应力数值模拟静载试验铰接刚接梁端刚域

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1000kV双回路钢管塔次应力的影响因素

电网技术 2010年第2期34卷 20-23页

作者：李茂华杨靖波李正良韩军科李峰重庆大学土木工程学院重庆市沙坪坝区400045 中国电力科学研究院北京市海淀区100055

对我国第一基1000kV交流特高压双回路钢管塔(SZT2塔)进行了真型试验。用输电铁塔设计软件建立了SZT2塔杆单元桁架模型;在限元软件ANSYS平台上,建立了SZT2塔梁–杆混合桁架模型。将SZT2塔的杆单元桁架模型与梁–杆混合桁架模型的计算结... 详细信息

对我国第一基1000kV交流特高压双回路钢管塔(SZT2塔)进行了真型试验。用输电铁塔设计软件建立了SZT2塔杆单元桁架模型;在限元软件ANSYS平台上,建立了SZT2塔梁–杆混合桁架模型。将SZT2塔的杆单元桁架模型与梁–杆混合桁架模型的计算结果进行了对比,并与试验实测结果进行了比较,得出了其次应力分布规律及影响因素。结果表明:对SZT2塔次应力影响最大的位置在塔身变坡处,在其它条件不变的前提下,次应力影响随杆件长径比的增加而减小;SZT2塔身主材次应力最大已达到30%,在设计时应予以考虑。

关键词：特高压钢管塔杆单元梁单元次应力

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窄基输电钢管塔塔腿主材次应力研究

建筑结构学报 2016年第12期37卷 161-170页

作者：邓洪洲黄斌洪洲澈吴昀李天友同济大学建筑工程系上海200092 福建永福工程顾问有限公司福建福州350108 国网福建省电力有限公司福建福州350003

基于空间塔腿结构模型试验研究及有限元分析,研究了9个具有不同长细比和主斜材夹角的窄基输电钢管塔的塔腿主材次应力,分析了塔腿辅助材的受力状态,考察了塔腿的极限承载能力。结果表明:塔腿辅助材两分格时,主材次应力大小主要由主斜材... 详细信息

基于空间塔腿结构模型试验研究及有限元分析,研究了9个具有不同长细比和主斜材夹角的窄基输电钢管塔的塔腿主材次应力,分析了塔腿辅助材的受力状态,考察了塔腿的极限承载能力。结果表明:塔腿辅助材两分格时,主材次应力大小主要由主斜材夹角控制,随主斜材夹角增加,主材次应力减小,而长细比对其影响相对较小;随着主斜材夹角由大变小,塔腿辅助材的内力与主材的内力比逐渐变大;塔腿结构按桁架模型设计时,若次应力比不超过30%,可不考虑其影响。

关键词：窄基输电塔钢管塔次应力长细比静力试验有限元分析塔腿主材极限承载能力

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特高压输电钢管塔主材次应力分析

建筑结构学报 2012年第8期33卷 109-116页

作者：帅群邓洪洲李琳施菁华同济大学建筑工程系上海200092 北京国电华北电力工程有限公司北京100120

为了研究特高压输电钢管塔的主材次应力问题,对1 000 kV特高压输电钢管塔SZ2U进行真型试验,实测主材次应力;通过有限元分析,得出主材次应力的分布规律及影响因素;分别建立考虑有无节点板刚度的有限元梁杆单元模型,并与实测结果进行比较... 详细信息

为了研究特高压输电钢管塔的主材次应力问题,对1 000 kV特高压输电钢管塔SZ2U进行真型试验,实测主材次应力;通过有限元分析,得出主材次应力的分布规律及影响因素;分别建立考虑有无节点板刚度的有限元梁杆单元模型,并与实测结果进行比较;对塔脚节点建立精细化有限元模型,考察次弯矩作用下节点的受力性能和破坏模式。研究结果表明:对SZ2U塔次应力影响最大的位置在塔脚主材处,实测最大次应力比(弯曲应力占轴力应力的百分比)达到45%;采用考虑节点板刚度的计算模型与实测结果吻合较好;次应力的影响不仅与主材长细比有关,还与主材和斜材的角度有关;塔脚节点在次弯矩作用下的破坏模式为主管受压一侧环形加强板上部管壁屈曲破坏。

关键词：特高压输电塔塔脚节点现场实测有限元分析次应力长细比

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全焊接钢桁架桥次应力分析

铁道工程学报 2012年第12期29卷 72-77页

作者：魏庆铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300251

研究目的:针对全焊接钢桁架桥中次应力对桥梁结构设计的影响,以某公路钢桁架桥为例,运用有限元软件ANSYS对结构进行计算,建立该桥理想铰接模型和节点刚性模型,计算由节点刚性所引起的结构次应力。研究结论:通过对两种模型应力的计算分析... 详细信息

研究目的:针对全焊接钢桁架桥中次应力对桥梁结构设计的影响,以某公路钢桁架桥为例,运用有限元软件ANSYS对结构进行计算,建立该桥理想铰接模型和节点刚性模型,计算由节点刚性所引起的结构次应力。研究结论:通过对两种模型应力的计算分析,得出了桁架次应力的大小及分布特征,结果表明:次应力对下弦杆、上弦杆、斜腹杆影响力依次增大;支座所在节间,下弦杆产生较大次应力,需加强支座处各杆设计。由于节点的近乎刚性,在实际桁架的杆件中不可避免的存在次应力,因此在实际的结构设计中,应该通过有限元的计算来确定次应力对结构的不利影响,不宜轻易改变上下弦杆截面。

关键词：钢桁架桥 ANSYS 有限元节点刚性次应力

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常规岛钢屋架支座铰接节点次应力分析

武汉大学学报（工学版） 2012年第S1期45卷 68-72页

作者：周玉林立孚彭雪平广东省电力设计研究院广东广州510663 华南理工大学广东广州510640

目前CPR1000常规岛汽机房主体框架普遍采用混凝土结构,屋面采用钢屋架系统,钢屋架端部与下部混凝土柱头连接节点设计时采用铰接.由于常规岛厂房汽机间跨度达44m,屋架在荷载作用下将不可避免地产生竖向挠曲而造成屋架支座处产生转动.若... 详细信息

目前CPR1000常规岛汽机房主体框架普遍采用混凝土结构,屋面采用钢屋架系统,钢屋架端部与下部混凝土柱头连接节点设计时采用铰接.由于常规岛厂房汽机间跨度达44m,屋架在荷载作用下将不可避免地产生竖向挠曲而造成屋架支座处产生转动.若节点实际构造达不到理想铰接状态,将在支座处产生附加应力,对整体结构的安全性产生不利影响.针对某一大跨度屋架端部铰接节点采用不同螺栓布置方式进行了有限元分析,探讨了螺栓布置方式对铰接节点性能影响,并给出了有益的工程建议,供同类工程参考.

关键词：大跨度钢屋架支座节点螺栓次应力次弯矩

钢桁架节点刚性次应力及正交异性桥面板计算方法分析

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钢桁架节点刚性次应力及正交异性桥面板计算方法分析

作者：严辉均合肥工业大学

学位级别：硕士

在桁架结构中，由于节点连接刚性以及节点板等可以导致次应力的产生，通过简单结构模型和全桥模型，对于由节点刚性所产生的次应力的影响因素和影响规律进行了讨论。对桁架桥中靠近支座处由于次应力过大的杆件需要进行截面复核。正交异... 详细信息

在桁架结构中，由于节点连接刚性以及节点板等可以导致次应力的产生，通过简单结构模型和全桥模型，对于由节点刚性所产生的次应力的影响因素和影响规律进行了讨论。对桁架桥中靠近支座处由于次应力过大的杆件需要进行截面复核。正交异性钢桥面板是由纵、横加劲肋和盖板组成并共同承受荷载的桥面结构。该结构最早始于二十世纪五十年代的德国，后来被很多国家广泛应用。目前已成为世界上大、中跨度钢桥所普遍采用的一种桥面结构形式。正交异性钢桥面板的受力复杂，我国公路桥涵钢结构设计规范未见计算规定及公式。正交异性钢桥面板的受力分析通常可归结为以下三个基本受力结构体系：作为主梁截面的一部分承受车辆运营荷载(第一结构体系);由纵横向加劲肋组成桥面结构，承受车辆轮轴荷载(第二结构体系);支承在纵横加劲肋上的钢盖板直接承受车辆轮载(第三结构体系)。传统的简化计算方法是把三个结构体系分别加以计算并进行应力叠加。正交异性板钢桥面系第二体系应力的计算方法主要有P-E法、等效格子梁法和有限元法等。在第二体系应力计算中，传统的简化解析法与采用现代计算机模拟的有限元法之间比较的问题被深入的研究和探讨。P-E法和等效格子梁法都是简化的解析法，都采用了一定的计算假定，而且对结构的边界条件有一定的要求，计算结果会产生一定的偏差，尤其是按支点最不利方式加载。而有限元法能较准确、有效地模拟实际结构，计算结果比较完整，有限元法是第二体系计算方法的发展趋势。但采用有限元法计算第二体系应力时中包含了一部分的第三体系应力。这就说明在现行的钢桥面系体系的划分中，采用有限元法计算会产生一定的误差。为了能让有限元法更好的应用，更好的与疲劳评估体系相结合，本论文提出了适合有限元法的钢桥面系体系划分的方法。

关键词：次应力正交异性钢桥面板 P-E法等效格子梁法有限元法

部分T型钢三角形钢屋架的次应力及极限承载力研究

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部分T型钢三角形钢屋架的次应力及极限承载力研究

作者：刘凡荣西安建筑科技大学

学位级别：硕士

国家建筑标准图集《轻型屋面三角形钢屋架(剖分T型钢)》06SG517-2中,弦杆采用热轧剖分T型钢,中竖杆采用双角钢十字截面,其余腹杆采用单角钢。此种三角形钢屋架形式简单,腹杆数量少,T型钢弦杆的腹板兼做节点板,经济性好,安装方便。由于... 详细信息

国家建筑标准图集《轻型屋面三角形钢屋架(剖分T型钢)》06SG517-2中,弦杆采用热轧剖分T型钢,中竖杆采用双角钢十字截面,其余腹杆采用单角钢。此种三角形钢屋架形式简单,腹杆数量少,T型钢弦杆的腹板兼做节点板,经济性好,安装方便。由于节点的刚接作用,不可避免要产生次应力。次应力的影响是否需要考虑,对屋架极限承载力有多大的影响,尚需要进一步的研究。论文采用ANSYS有限元软件,对图集中22个人字式三角形钢屋架在设计荷载下的次应力进行了计算分析。分析结果表明,上弦杆的次应力最大值在邻近屋脊的节间,最大可达到主应力的一倍以上,而端节间次应力相对较小,最大可达到主应力的1/3。由于上弦杆截面相同,端节间控制设计,因此次应力的影响不是很大,但出于安全考虑,设计时需要计及次应力的影响。对于下弦杆,次应力的最大值均不超过主应力的20%,影响较小,设计时可不考虑。腹杆虽次应力较大,但设计时规范考虑了单角钢单面连接强度折减,设计时也无需考虑。为了考察屋架的安全性及杆件发生塑性变形后次应力的分布变化和影响,论文还对图集中的屋架进行了极限承载力分析。分析结果表明,所有屋架均安全可靠。同时还给出了屋架的破坏模式和次弯矩的塑性重分布规律,供工程设计参考。

关键词：剖分T型钢三角形钢屋架次应力极限承载力 ANSYS分析

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钢桁架结构次应力影响分析

钢桁架结构次应力影响分析

作者：李月华郑州大学

学位级别：硕士

在建筑结构中,桁架结构是一种应用比较普遍的结构形式,在桥梁工程、大型建筑、船舶工程、港口机械等工程领域均有广泛应用。在我国桁架结构发展迅速且应用最为广泛,如屋架、网架结构等。为了增加建筑的表现力,近些年来管桁架结构得到了... 详细信息

在建筑结构中,桁架结构是一种应用比较普遍的结构形式,在桥梁工程、大型建筑、船舶工程、港口机械等工程领域均有广泛应用。在我国桁架结构发展迅速且应用最为广泛,如屋架、网架结构等。为了增加建筑的表现力,近些年来管桁架结构得到了许多业主的青睐,在大量的屋面结构中采用。目前在普通钢桁架的结构设计中,工程中普遍采用的方法是按理想铰接模型进行计算,并根据计算出的杆件截面应力选择合适的杆件型号。计算桁架结构内力时,一般采用如下基本假定:(1)节点均为铰接;(2)杆件轴线平直相交于节点中心;(3)荷载作用线通过桁架的节点。对于平面桁架还要求所有杆件轴线及荷载作用线在同一平面内。完全符合上述假定的桁架,其杆件只受轴向力作用,由杆件的轴向内力引起的应力称为正应力。但在实际结构中,这些假定并不可能完全成立。桁架节点处相交的杆件无论采用直接连接方式还是节点板连接方式,一般情况下都是难以实现理想的“铰”,杆件端部或多或少有一定的转动约束。在这种桁架结构中,除轴向应力外,还不可避免的会产生弯曲应力,此为节点刚性所产生的次应力。此外,节点处杆件轴线不一定交汇于一点,由于节点偏心的影响也会使节点处产生相应的额外的弯矩的作用,本文中把这种弯矩称为节点偏心产生的次弯矩,相应的应力称为弯曲次应力或次应力。由于次应力的存在,使得桁架结构杆件的截面应力不仅有轴向应力还有弯曲应力,这种弯曲应力与哪些因素有关,对于按理想桁架模型计算的结构性能有多大的影响,在现有的文献中并不一致。为了配合我国钢结构体系的发展,本文结合国内外的研究成果,通过理论分析与工程实例计算相结合的方法,分析了常见节点刚性以及节点偏心产生的钢桁架次应力,得到了节点刚性、桁架结构中的节点板、节点偏心对于次应力的影响以及考虑结构塑性发展的次应力影响。结合实例,分析了考虑大变形对于结构次应力的影响,得到了杆件次应力随结构大变形发展的规律。由于节点连接刚性以及节点板等可以导致次应力的产生,通过简单结构模型,对于由节点刚性所产生的次应力的影响因素和影响规律进行了讨论。理论分析结果表明由节点刚性所产生的次应力的主要影响因素有:作用在结构上的荷载、杆件的长度L、杆件的线刚度以及杆件之间的相对轴向变形。随着结构荷载的增加,节点刚性次应力也成递增趋势;随着杆件线刚度的增加,杆件的节点刚性次应力越大;随着杆件长度的增加,

关键词：钢桁架结构次应力次内力节点刚性节点偏心