[實用新型]一種新型輸電線路鐵塔結構斜材

有效

• 申請號: 200720190481.2
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN201141222Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 楊風利;李正;陳海波;韓軍科;楊靖波;吳國強;萬國勝;葉掀亮
• 申請（專利權）人: 國網北京電力建設研究院
• 主分類號: E04H12/00
• 分類號: E04H12/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉萍

技術領域

本實用新型屬于輸電線路設計領域，特別是針對輸電線路鐵塔結構設計中構件截面的選型問題。

背景技術

在輸電線路桿塔結構中，斜材是只能單面與主材連接的偏心受力構件，其承載能力P_cr計算長度l成反比，與截面慣性矩I成正比，可以用公式表述為P_cr＝π²EI/l²。斜材的長度一般較大，特別是身部斜材構件都采用輔助支撐降低計算長度，以提高其承載能力。當構件采用等肢角鋼時，由于支撐肢和自由肢角鋼的截面慣性矩一樣，未支撐平面內的計算長度將顯著增大，導致構件在該平面的承載能力顯著降低，在結構設計選材時起控制作用。而采用不等肢角鋼，短肢平面采用輔助支撐，以降低計算長度，提高其承載力；寬肢雖為自由肢，但其慣性矩較短肢慣性矩大，其承載力也相應提高。二者優勢互補，從而充分利用了材料的截面特性以提高斜材的承載能力。

長期以來，我國輸電線路鐵塔結構的斜材大都選用等肢熱軋角鋼，由于熱軋角鋼規格種類的限制，設計中還經常存在“以大代小”的情況。這樣就導致了斜材截面特性不能得到充分利用，造成鋼材浪費，增加了輸電線路鐵塔的重量，不利于輸電線路鐵塔結構設計的優化。而在國外，不等肢熱軋角鋼在輸電線路鐵塔上的應用已經較為廣泛，據相關資料統計表明，應用不等肢熱軋角鋼的斜材長細比λ大都大于120。

由于不等肢熱軋角鋼容易受到規格種類的限制，在我國輸電鐵塔設計中一直沒有得到推廣應用，而冷彎型鋼是解決這一問題的良好途徑。冷彎型鋼結構是通過改變其截面形狀而提高力學性能的輕型鋼結構，采用冷加工成型工藝，型鋼壁板的寬厚比不像熱軋鋼材那樣受到限制，因此可以做得既薄又寬，能根據需要生產出材料分布最優的合理截面形狀，開拓了主要借助截面形狀而不是單純增加材料用量來提高承載力的新途徑。經過冷加工的鋼材，由于被加工的部分經受了塑性變形，材料經歷了冷作硬化，其機械性能有了很大改善，屈服強度和極限強度提高。

利用冷彎型鋼截面種類不受限制的巨大優勢，可以根據實際需要，將不等肢冷彎角鋼應用到輸電鐵塔斜材的設計中去。

發明內容

本實用新型針對我國輸電線路鐵塔斜材長期以等肢熱軋角鋼為主，很大程度上限制了設計人員對新型構件進行探討與使用的現狀，提出了用冷彎不等肢角鋼作為輸電鐵塔斜材的解決方案。

不等肢冷彎角鋼作為主材的輸電線路鐵塔如附圖1所示，斜材由不等肢冷彎角鋼組成。

不等肢冷彎角鋼考慮冷作硬化的影響，其屈服強度將有不同程度的提高，《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GB50018-2002)中給了冷彎型鋼壁厚不超過6mm時，考慮冷彎效應的強度設計值f′。采用不等肢冷彎角鋼；不等肢冷彎角鋼長肢長度b₁和短肢長度b₂之比的范圍在1.45～1.65之間；

當所述的冷彎內卷邊角鋼壁厚不超過6mm時，考慮冷彎效應的強度設計值f′=[1+η(12γ-10)tlΣi=1nθi2π]f,]]>其中，η為型方式系數，γ為鋼材的抗拉強度與屈服強度的比值，n為截面所含棱角數目為3，θ_i為截面上第i個棱角所對應的圓周角，l為截面中心線的長度；f為不考慮冷彎效應的鋼材強度設計值，t為不等肢冷彎角鋼的厚度。

當所述的冷彎角鋼壁厚大于6mm同時小于16mm，進行修正，修正后的公式為：