[發(fā)明專利]一種鋼管塔塔腳法蘭節(jié)點(diǎn)上徑向與環(huán)向加勁肋組合設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610994459.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN106599365B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐自強(qiáng);紀(jì)炳章;翁蘭溪;劉志偉;池金明;黃曉予;李宏進(jìn);劉許凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;中國電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所(普通合伙) 35201
• 代理人: 陳如濤

1.鋼管塔塔腳法蘭節(jié)點(diǎn)上徑向與環(huán)向加勁肋組合設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

法蘭節(jié)點(diǎn)包括法蘭底板和徑向加勁肋，法蘭底板為與鋼管焊接的圓環(huán)形鋼板，徑向加勁肋的板面垂直于鋼管外周面，徑向加勁肋豎向與鋼管壁采用焊縫連接、底部與所述的法蘭底板焊縫連接；增加環(huán)向加勁肋，沿著環(huán)向、垂直于法蘭底板，并以焊縫連接固定在每相鄰兩徑向加勁肋之間，相鄰兩徑向加勁肋之間的法蘭底盤部分為一個(gè)計(jì)算間隔，每個(gè)計(jì)算間隔中設(shè)置有螺栓孔；

根據(jù)鋼管受力計(jì)算所需的螺栓個(gè)數(shù)n：

其中N：法蘭底板所受的軸心作用力；n：法蘭底盤上螺栓數(shù)目；單顆螺栓承載力設(shè)計(jì)值；受力最大的一顆螺栓的拉力；

確定螺栓個(gè)數(shù)n后可以初步確定L_y1、L_y2、L_y3、L_x1、L_x2，環(huán)向加勁肋將計(jì)算間隔分為靠鋼管的內(nèi)側(cè)間隔和靠外并設(shè)置有螺栓孔的外側(cè)間隔，內(nèi)、外側(cè)間隔均為扇面形狀，以垂直于鋼管外周面的方向?yàn)樯让嫘螤畹母叨龋纱?，L_y3為內(nèi)側(cè)間隔的高度，L_x2為內(nèi)側(cè)間隔的平均寬度，L_x1為外側(cè)間隔的平均寬度，外側(cè)間隔以經(jīng)過螺栓孔的中心點(diǎn)并平行環(huán)形加勁肋的線為界，靠近環(huán)形加勁肋一側(cè)的高度為L_y1，另一側(cè)的高度為L_y2；

設(shè)置內(nèi)側(cè)間隔上均布荷載為q₁，外側(cè)間隔上均布荷載為q₂；分別計(jì)算法蘭底板上內(nèi)側(cè)間隔和外側(cè)間隔的面積比例系數(shù)α₁、α₂：

其中L_y＝min(1.8L_y1,2.2L_y2)

外側(cè)間隔的法蘭底板彎矩起控制作用，因此計(jì)算法蘭底板的最大彎矩M_max：

β—彎矩系數(shù)；

計(jì)算法蘭底板厚度：f表示法蘭底板鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

計(jì)算徑向加勁肋承受彎矩M₁：其中L＝L_y1+L_y2+L_y3；

計(jì)算徑向加勁肋厚度t₁：h₁為徑向加勁肋的高度；σ—徑向加勁肋的正應(yīng)力；

環(huán)向加勁肋厚度t₂初始設(shè)定為比徑向加勁肋厚度t₁小2-4mm；

建立有限元模型，有限元模型采用四邊形板單元，四邊形板單元網(wǎng)格尺寸大小按照10mm～20mm劃分；在鋼管頂部施加荷載，模擬法蘭節(jié)點(diǎn)收到的實(shí)際荷載，計(jì)算荷載作用下法蘭節(jié)點(diǎn)各部位的應(yīng)力分布情況；

逐級(jí)加大荷載，進(jìn)行彈塑性分析，計(jì)算法蘭底板、徑向加勁肋、環(huán)向加勁肋的應(yīng)力值，獲得應(yīng)力集中位置，應(yīng)力集中位置最先達(dá)到鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)所施加荷載為該法蘭節(jié)點(diǎn)承載力設(shè)計(jì)值，應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)或變形超出10mm時(shí)所施加荷載為該法蘭節(jié)點(diǎn)承載力極限值；

以滿足法蘭節(jié)點(diǎn)承載力極限值與承載力設(shè)計(jì)值的比值不小于1.5為條件，調(diào)整法蘭底板厚度、徑向加勁肋與環(huán)向加勁肋的厚度與高度L_y1、L_y2、L_y3的數(shù)值，最后獲得調(diào)整后的法蘭底板、徑向加勁肋和環(huán)向加勁肋的設(shè)計(jì)尺寸。