[發明專利]一種輸電鋼管塔用四環板節點環板作用力計算方法

有效

• 申請號: 202110477939.7
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113221214B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 衛思彤;孫清;李泉賡;柳勁京;王虎長;王學明;袁俊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14;G06F113/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種輸電鋼管塔用四環板節點環板作用力計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，根據作用于四環板節點上的外載荷以及外載荷作用于四環板節點的位置和角度，計算作用在四環板節點上的等效彎矩和集中作用力；

S2，基于四環板節點的受力特點將四環板節的受力點簡化為剛梁-彈簧支座力學模型，預設四環板節點布置形式，分別計算每個環板對應力學模型上彈簧支座剛度；

S3，基于四環板節點環板設置位置，對獲取的四個環板對應力學模型上四個彈簧支座剛度k₁、k₂、k₃和k₄進行修正，計算得到修正后彈簧支座剛度k_Z1、k_Z2、k_Z3和k_Z4：

k_z1＝y₁k₁＝(1-δ₂)k₁

k_Z2＝y₂k₂＝k₂，y₂＝1

k_Z3＝y₃k₃＝k₃，y₃＝1

k_Z4＝y₄k₄＝(1-δ₃)k₄

式中：

其中，B為節點板長度；t_g為節點板厚度；H為節點板高度；d₂為第二環板位置；d₃為第三環板位置；

S4，根據修正后的四個彈簧支座剛度k_Z1、k_Z2、k_Z3和k_Z4分別計算得到四個彈簧支座變形量；

作用于四環板節點上的外載荷為F₁、F₂、F₃，外荷載F₁、F₂、F₃作用于四環板節點上的位置分別為e₁，e₂、e₃，外荷載F₁、F₂、F₃作在其各自位置對應的角度分別為θ₁，θ₂、θ₃，計算作用在四環板節點上的等效彎矩M和集中作用力P：

M＝F₁sinθ₁×e₁+F₂sinθ₂×e₂+F₃sinθ₃×e₃；

P＝F₁sinθ₁+F₂sinθ₂+F₃sinθ₃；

環板等效的彈簧支座剛度計算公式為：

式中：

E—鋼材的彈性模量；

G—鋼材的剪切模量，取

J_Z—截面慣性矩；

B_e—鋼管的有效寬度，取

r—計算系數，

D—主管外徑；

t_m—主管壁厚；

R—環板高度；

t_r—環板厚度；

ψ—鋼管有效寬度修正系數，ψ＝1-1.07e^-αβ；

α、β均為計算系數，取α＝0.073(t_r/t_m)^0.23，β＝(R/t_m)^1.03；

y₀—截面中性軸高度，

R'—截面中性軸到圓環中心的距離，

A—截面毛截面面積，取A＝B_et_m+Rt_r；

ξ—截面剪應力不均勻系數，取

χ—計算系數，取

根據修正后的彈簧支座剛度k_Z1、k_Z2、k_Z3和k_Z4計算第一環板對應的彈簧支座變形量b_Z1：

式中：

s₁₄＝k_Z1+(1-c₂)k_Z2+(1-c₃)k_Z3

s₂₄＝c₂(1-c₂)k_Z2+c₃(1-c₃)k_Z3

s₃₄＝c₂k_Z2+c₃k_Z3+k_Z4

s₄₄＝c₂²k_Z2+c₃²k_Z3+k_Z4

c₂＝d₂/B

c₃＝d₃/B；

根據第一環板對應的彈簧支座變形量b_Z1，計算第四環板對應的彈簧支座變形量b_Z4：

根據第一環板對應的彈簧支座變形量b_Z1和第四環板對應的彈簧支座變形量b_Z4，計算第二環板對應的彈簧支座變形量b_Z2：

b_Z2＝(1-c₂)b_Z1+c₂b_Z4；

根據第一環板對應的彈簧支座變形量b_Z1和第四環板對應的彈簧支座變形量b_Z4，計算第三環板對應的彈簧支座變形量b_Z3：

b_Z3＝(1-c₃)b_Z1+c₃b_Z4；

S5，將每個環板對應的力學模型上修正后的彈簧支座剛度和其自身的彈簧支座變形量相乘即可得到該環板的反向作用力大小。