[發明專利]一種雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法及裝置

在審

• 申請號: 202211450941.6
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115758825A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張斌;王洪峰;蒙春玲;王金龍;朱曉東;梁經龍;許湧平;段志強;孫清;李文適;張濟軒;田宇;張瑞;李志強;王瑞成
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14;G06F113/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉洋

本發明公開了一種雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法及裝置，用于輸電鋼管塔節點結構，輸電鋼管塔節點內部設置有雙環加勁肋；包括：獲取雙環加勁肋相貫節點的有限元分析結果和無加勁肋相貫節點極限承載力；基于有限元分析結果確定雙環加勁肋相貫節點的破壞模式并建立六鉸圓環槽型截面力學模型；基于六鉸圓環槽型截面力學模型建立目標平衡方程并計算承載力提升值；基于承載力提升值和無加勁肋相貫節點極限承載力，計算雙環加勁肋相貫節點的極限承載力。本發明利用六鉸圓環槽型截面力學模型描述加勁肋相貫節點的破壞模式，依據該力學模型推導出節點的極限承載力提升值，進一步疊加無加勁節點極限承載力得到雙環加勁肋相貫節點的極限承載力。

技術領域

本發明涉及圓鋼管相貫節點極限承載力計算技術領域，具體涉及一種雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著我國特高壓及超高壓輸電線路的建設，輸電塔的高度及其承受荷載日趨大型化、復雜化，這些變化和需求迫使工程界在大容量輸電線路鐵塔設計中采用鋼管塔。在鋼管結構中，節點位于鋼管塔主材、輔材和斜材的交匯處，是鋼管塔結構的傳力樞紐，其破壞往往導致與之相連的若干桿件的失效，從而使整個結構破壞，因此對于節點受力性能和極限承載力的研究尤為重要。目前在鋼管塔中常見的節點形式主要有相貫節點和環板節點兩種。鋼管相貫節點構造簡單、傳力路徑明確、受力性能好、承載能力強、建筑外表美觀、易于維護保養，節省鋼材，具有良好的經濟性能。

隨著輸電線路鋼管塔的高度及其承受荷載日趨大型化、復雜化，設置無加勁相貫節點較難滿足節點承載要求，為了提高節點的承載力，常采用多種加強構造措施對節點進行加強，如交匯處主管壁加厚、主管加套管、主管內設加勁環、節點處加節點板、相貫核心區內置加強板等。在眾多的加強方法中，對圓鋼管相貫節點內置加勁肋既不影響建筑外觀，而且具有節點承載能力大，節點剛度大等優點，在大管徑鋼管塔中應用較多。

但是，對內置雙環加勁肋相貫節點，現有技術雖給出了具體的構造建議，但尚未提供具體的承載力表達公式。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了涉及一種雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法及裝置，以解決現有技術中缺乏對內置雙環加勁肋相貫節點極限承載力計算方法的技術問題。

本發明提出的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供一種雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法，用于輸電鋼管塔節點結構，所述輸電鋼管塔節點內部設置有雙環加勁肋；該雙環加勁肋相貫節點的極限承載力計算方法包括：獲取雙環加勁肋相貫節點的有限元分析結果和無加勁肋相貫節點極限承載力；基于所述有限元分析結果確定所述雙環加勁肋相貫節點的破壞模式；基于所述破壞模式建立六鉸圓環槽型截面力學模型；基于所述六鉸圓環槽型截面力學模型建立目標平衡方程；基于所述目標平衡方程計算承載力提升值，所述承載力提升值為所述雙環加勁肋相貫節點的極限承載力與無加勁肋相貫節點極限承載力的差值；基于所述承載力提升值和所述無加勁肋相貫節點極限承載力，計算所述雙環加勁肋相貫節點的極限承載力。

結合第一方面，在第一方面的一種可能的實現方式中，獲取雙環加勁肋相貫節點的有限元分析結果，包括：基于雙環加勁肋相貫節點的結構特征建立雙環加勁肋相貫節點有限元模型，所述有限元模型包括主管、第一支管、第二支管、第一道加勁肋和第二道加勁肋；基于所述有限元模型對所述雙環加勁肋相貫節點進行分析處理，得到所述有限元分析結果。

結合第一方面，在第一方面的另一種可能的實現方式中，基于所述有限元分析結果確定所述雙環加勁肋相貫節點的破壞模式，包括：基于所述有限元分析結果獲取所述主管、所述第一支管和所述第二支管達到塑性屈服的先后順序；基于所述先后順序確定所述雙環加勁肋相貫節點的破壞模式，所述破壞模式為所述雙環加勁肋相貫節點在受荷破壞過程中，先在預設鞍點及主管側壁點形成塑性鉸區破壞，并形成六個塑性鉸。