【摘 要】
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变电站构架是变电站内最重要的结构物,主要用于悬挂各类导地线。在变电站GIS构架设计中,钢结构节点起到连接构架各杆件,保证结构充分发挥其功效的重要作用,是设计工作中最重
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变电站构架是变电站内最重要的结构物,主要用于悬挂各类导地线。在变电站GIS构架设计中,钢结构节点起到连接构架各杆件,保证结构充分发挥其功效的重要作用,是设计工作中最重要的部分之一。钢管节点形式多样种类繁多,“T”型、“Y”型、“K”型等钢结构节点形式的研究较早,在实际工程中应用广泛,其力学性能研究已比较成熟,并得出了相应的力学计算公式与设计模型可供使用者参考。“X”型钢结构节点因其能够通过简洁的形式将结构的两个部分相连,渐渐被使用到实际工程中,其有关力学性能的研究相对较少,国内外有关设计规范尚不完善。因此,“X”型交叉钢管节点在实际应用和理论研究方面具有很高的研究价值。论文以变电站110KV-220KVGIS构架交叉端撑“X”型交叉节点为研究背景,对“X”型交叉节点模型进行了足尺模型的静力加载试验和非线性有限元分析。在有限元分析中,本文使用Workbench分析此节点在2种荷载工况1.5倍设计荷载下的力学性能,获取了应力分布、位移、位移-荷载位移曲线;对其极限承载能力进行了非线性分析,得到了破坏模式、极限承载力等结果。在足尺模型试验中,本文详细介绍了实验荷载的加载方案、应变片布置方案,并对所得到的试验数据进行了深入分析,了解了节点各部位在各荷载阶段的应力分布及各测点的应力发展曲线。通过对数值模拟与足尺模型试验的结果分析得出:该交叉节点在超控制工况荷载50%的情况下,节点的强度和刚度性能满足电力结构设计相关规范要求,应力水平较低未超过材料的屈服强度,且无明显变形;结构的极限承载力结果进一步表明,该“X”型交叉节点结构有足够的安全储备。本文结果表明该新型变电站构架“X”型端撑交叉节点设计安全合理可行,为变电站建设提供了节约用地的新选项。
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