CN104675177B - 一种计算钢管塔节点的方法 - Google Patents
一种计算钢管塔节点的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104675177B CN104675177B CN201510070691.7A CN201510070691A CN104675177B CN 104675177 B CN104675177 B CN 104675177B CN 201510070691 A CN201510070691 A CN 201510070691A CN 104675177 B CN104675177 B CN 104675177B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- supervisor
- node
- steel tube
- tube tower
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000205 computational method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010205 computational analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000013500 performance material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
- E04H12/02—Structures made of specified materials
- E04H12/08—Structures made of specified materials of metal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/38—Connections for building structures in general
- E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
Abstract
本发明公开了一种钢管塔节点，包括主管和与主管固定的两根支管，所述主管与两根支管形成K型节点结构，所述主管对应每根支管各焊接固定一块独立的节点板，所述节点板与支管采用螺栓连接。本发明可以充分利用钢材和发挥材料的承载力，同时节约了空间，进而方便了钢管塔的连接。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构技术，尤其涉及钢管塔节点技术。
背景技术
窄基钢管塔适应了我国城市送电窄通道的要求，是国家电网的推广塔型。窄基钢管塔节点有其自身的特殊性，由于主材之间距离较短，致使连接部位的斜材之间距离拉大，造成节点连接方案具有节点板过长的缺点，造成了大量的钢材浪费。另外，传统节点设计方法还导致其在窄基钢管塔节点的传力途径模糊，节点破坏形式复杂，对设计提出了更高的要求。因此，从窄基钢管塔自身出发，发展一种适合该类型钢管塔的新型节点，并对此进行研究，具有重要的科学与工程意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种钢管塔节点，结构合理、布局简单、安全可靠。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钢管塔节点，包括主管和与主管固定的两根支管，所述主管与两根支管形成K型节点结构，所述主管对应每根支管各焊接固定一块独立的节点板，所述节点板与支管采用螺栓连接。
优选的，所述节点板包括底部的矩形部和矩形部向外延伸的等腰梯形部。
优选的，所述节点板上端和下端与主管之间设有加强结构的肋板。
优选的，所述肋板围绕主管圆周采用整圆周、半圆周或1/4圆周进行加肋。
优选的，该钢管塔节点的计算方法为：首先确定只考虑单个节点板和支管的承载力N1，然后对N1乘以一个修正系数f，该修正系数f为两节点板距离B和主管直径D的函数。
优选的，式中σy为钢管屈服承载力，T为主管的管壁厚度，c1和c3分别为考虑轴力和弯矩的单节点板承载力修正系数。
优选的，确定修正系数f的步骤为：
1)设计一系列具有不同主管直径、主管壁厚、B/D的分离式节点试件；
2)选择试件进行实验室加载试验获得承载力；
3)通过模型更新技术，建立有限元模型，并利用非线性有限元分析方法对所有试件的承载力进行确定；
4)将试件的承载力和除以N1即可获得系数f。；
5)绘制修正系数f和B/D、主管直径、主管壁厚的曲线图，通过最小二乘法拟合获得f的表达式。
本发明是针对窄基钢管塔由于主材之间距离较短，致使连接部位的斜材之间距离拉大，造成节点连接方案具有节点板过长，造成了大量的钢材浪费的缺点；因此本发明中，每一个节点板仅与一个收拉或受压支管相连，并在节点板端加上环形肋板以保持稳定性。
本发明的有益效果是，可以充分利用钢材和发挥材料的承载力，同时节约了空间，进而方便了钢管塔的连接，提高了输电线路的经济效益和社会效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1是环形加劲双节点板K型节点图；
图2是图1中A-A剖面图；
1、主管；2、上支管；3、下支管；4、环形肋板；5、节点板。
具体实施方式
窄基钢管塔的塔身由若干钢管和节点构成，图1和图2所示是环形加劲双节点板K型节点结构，包括主管1和与主管固定的两根支管，即上支管2和下支管3，所述主管与两根支管形成K型节点结构，所述主管对应每根支管各焊接固定一块独立的节点板5，所述节点板与支管采用螺栓连接。所述节点板包括底部的矩形部和矩形部向外延伸的等腰梯形部。所述节点板上端和下端与主管之间设有加强结构的肋板。所述肋板围绕主管圆周采用整圆周、半圆周或1/4圆周进行加肋，在本实施例中肋板结构采用环形肋板4。
环形加劲双节点板K型节点由主管、一对拉压支管及其对应的节点板、相应肋板组成。支管与主管的夹角可取20°～60°，拉压支管力的作用线交于主管形心处。节点板与主管采用焊接，节点板与支管采用螺栓连接，螺栓孔的布置满足钢结构规范的要求，加劲肋板和主管、节点板采用焊接。
主管的管径和壁厚根据主管承载力要求进行选择；与传统K型节点做法不一样的是，每个支管与主管相连都采用独立的节点板和加劲肋；节点板厚度按照钢结构规范的规定，保证承载力和稳定性满足要求，节点板高度要求能满足螺栓孔数量及布置的要求；肋板的高度根据输电线路钢管塔构造设计规定进行确定。
该钢管塔节点的计算方法为：首先确定只考虑单个节点板和支管的承载力N1，然后对N1乘以一个修正系数f，该修正系数f为两节点板距离B和主管直径D的函数。
其中，式中σy为钢管屈服承载力，T为主管的管壁厚度，c1和c3分别为考虑轴力和弯矩的单节点板承载力修正系数。
确定修正系数f的步骤为：
1)设计一系列具有不同主管直径、主管壁厚、B/D的分离式节点试件；
2)选择试件进行实验室加载试验获得承载力；
3)通过模型更新技术，建立有限元模型，并利用非线性有限元分析方法对所有试件的承载力进行确定；
4)将试件的承载力和除以N1即可获得系数f。；
5)绘制修正系数f和B/D、主管直径、主管壁厚的曲线图，通过最小二乘法拟合获得f的表达式。
上述钢管塔节点计算方法的意义在于：钢管塔结构主要由主材和斜材连接而成。K型节点是钢管塔结构主材与斜材的主要连接形式。因此通过对钢管塔进行计算分析选定主材和斜材后，需设计相应的K型节点，从而使得主材和斜材相连接。此时面对的问题就是：已知主材和斜材的内力，所设计的K型连接节点能否满足安全性要求呢？这个问题通过比较节点承载力N和支管的内力即可解决。当节点承载力N大于支管内力，这个节点是安全的。当节点承载力N小于支管内力，说明节点承载能力不够，应该重新调整节点。调整节点的依据即为承载力N与各个节点设计参数的相关性。一般来说，可通过适当增大B/D来提高节点承载能力。然后，再次计算并比较调整过节点的承载力N和支管的内力关系，以保证安全性。如此循环，可获得较为经济合理的K型节点。
Claims (1)
1.一种计算钢管塔节点的方法，钢管塔节点包括主管和与主管固定的两根支管，所述主管与两根支管形成K型节点结构，所述主管对应每根支管各焊接固定一块独立的节点板，所述节点板与支管采用螺栓连接，其特征在于该钢管塔节点的计算方法为：首先确定只考虑单个节点板和支管的承载力N1，然后对N1乘以一个修正系数f，该修正系数f为两节点板距离B和主管直径D的函数,式中σy为钢管屈服承载力，T为主管的管壁厚度，c1和c3分别为考虑轴力和弯矩的单节点板承载力修正系数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510070691.7A CN104675177B (zh) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | 一种计算钢管塔节点的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510070691.7A CN104675177B (zh) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | 一种计算钢管塔节点的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104675177A CN104675177A (zh) | 2015-06-03 |
| CN104675177B true CN104675177B (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=53310721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510070691.7A Active CN104675177B (zh) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | 一种计算钢管塔节点的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104675177B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106285160B (zh) * | 2015-06-10 | 2019-02-22 | 中国电力科学研究院 | 一种输电钢管塔的钢管节点承载力的确定方法 |
| CN107268808B (zh) * | 2017-07-21 | 2023-05-26 | 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司 | 一种高承载力钢管节点的制作方法 |
| CN107916821A (zh) * | 2017-12-23 | 2018-04-17 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种高海拔地区330kV双回路四柱钢管杆终端塔 |
| CN110847680A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 国网浙江省电力有限公司 | 一种钢管塔平面k型相贯节点结构 |
| CN114734159B (zh) * | 2022-04-16 | 2023-11-03 | 青岛鑫光正钢结构股份有限公司 | 一种高强度钢结构及该钢结构制作加工工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010037871A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Shinmaywa Engineering Ltd | 鉄骨構造物の制振ダンパー機構及び立体駐車塔 |
| JP2011190648A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Kumagai Gumi Co Ltd | 鉄塔の主柱材への斜材取付け部の構造 |
| CN202090661U (zh) * | 2010-12-30 | 2011-12-28 | 国家电网公司 | 交流特高压同塔双回路直线塔 |
| CN202090654U (zh) * | 2010-12-30 | 2011-12-28 | 国家电网公司 | 一种用于钢管塔的节点 |
| CN202117386U (zh) * | 2011-06-07 | 2012-01-18 | 中国电力科学研究院 | 用于输电线路钢管塔的k型节点和输电线路钢管塔 |
| CN203729445U (zh) * | 2014-02-14 | 2014-07-23 | 国家电网公司 | 一种钢管节点 |
| CN204435986U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-07-01 | 国家电网公司 | 一种钢管塔节点 |
-
2015
- 2015-02-11 CN CN201510070691.7A patent/CN104675177B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010037871A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Shinmaywa Engineering Ltd | 鉄骨構造物の制振ダンパー機構及び立体駐車塔 |
| JP2011190648A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Kumagai Gumi Co Ltd | 鉄塔の主柱材への斜材取付け部の構造 |
| CN202090661U (zh) * | 2010-12-30 | 2011-12-28 | 国家电网公司 | 交流特高压同塔双回路直线塔 |
| CN202090654U (zh) * | 2010-12-30 | 2011-12-28 | 国家电网公司 | 一种用于钢管塔的节点 |
| CN202117386U (zh) * | 2011-06-07 | 2012-01-18 | 中国电力科学研究院 | 用于输电线路钢管塔的k型节点和输电线路钢管塔 |
| CN203729445U (zh) * | 2014-02-14 | 2014-07-23 | 国家电网公司 | 一种钢管节点 |
| CN204435986U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-07-01 | 国家电网公司 | 一种钢管塔节点 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104675177A (zh) | 2015-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104675177B (zh) | 一种计算钢管塔节点的方法 | |
| CN205012359U (zh) | 一种可调沉贯方向的分仓桶形基础 | |
| WO2013037253A1 (zh) | 螺栓球网架筒壳储料仓逆安装施工工艺 | |
| CN205894770U (zh) | 一种交叉桁架型式的钢结构冷却塔 | |
| CN105201010A (zh) | 海上风机装配式斜桩基础 | |
| CN105862907A (zh) | 环形组合式超大直径海上风电单桩基础及其施工工艺 | |
| CN103590646A (zh) | 一种输电线路用三角形断面角钢塔 | |
| CN102589973A (zh) | 一种弯钩锚杆拉拔试验辅助装置及试验方法 | |
| CN204676584U (zh) | 一种高桩桁架式海上风机基础结构 | |
| CN103691594B (zh) | 一种适宜高异质性喀斯特坡地的可升降便携式模拟降雨器 | |
| CN204676585U (zh) | 一种输电线路沉井螺旋锚复合基础 | |
| CN103953061B (zh) | 一种海上风电导管架基础结构 | |
| CN107630477A (zh) | 一种测试海上基础桩土相互作用的循环加载系统 | |
| CN209603168U (zh) | 一种海上风电组合基础 | |
| CN201722604U (zh) | 竖向传力支座 | |
| CN204435986U (zh) | 一种钢管塔节点 | |
| CN103205981A (zh) | 用于海上风机导管架基础安装灌浆的定位结构 | |
| CN207160262U (zh) | 一种高承载力钢管节点 | |
| CN205776312U (zh) | 环形组合式超大直径海上风电单桩基础 | |
| CN206971249U (zh) | 一种四角套柱导管架组装风电基础 | |
| CN203808097U (zh) | 一种海上风电导管架基础结构 | |
| CN204529148U (zh) | 水泥电杆排杆装置 | |
| CN206234574U (zh) | 一种光滑地面三脚架防滑装置 | |
| CN203238652U (zh) | 用于海上风机导管架基础安装灌浆的定位结构 | |
| CN103362123A (zh) | 倒y形灌注桩及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171213 Address after: 321035 Zhejiang city of Jinhua Province Jin Qu Road No. 1298 Co-patentee after: Jinhua Power Supply Company, State Grid Zhejiang Electric Power Company Patentee after: JINHUA ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE CO., LTD. Co-patentee after: State Grid Corporation of China Address before: 100045 West Chang'an Avenue, Beijing, No. 86, No. Co-patentee before: Jinhua Power Supply Company, State Grid Zhejiang Electric Power Company Patentee before: State Grid Corporation of China |