CN106469231B - 一种k型节点板校核确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种K型节点板校核确定方法，所述K型节点板包括通过螺栓连接的竖直角钢和倾斜设置在所述竖直角钢上的其中一端点连接成一夹角的两个角钢，所述角钢连接成K型；所述方法包括：(1)根据钢结构设计规范GB50017‑2003分别确定出1区、2区和3区各自的计算宽度和投影宽度；(2)根据所述步骤(1)分别选取1区和3区计算高度最小值；(3)根据所述步骤(1)和所述步骤(2)确定出1区、2区和3区块板件的相对应的计算应力f1、f2和f3；(4)比较计算应力和设计应力，确定K型节点可靠性。本发明技术方案有效的模拟了构件的实际受力情况，且配合示意图后计算公式简单明了，方便设计人员进行K型节点板计算校核。
Description
技术领域：
本发明涉及输电线路领域，更具体涉及一种K型节点板校核确定方法。
背景技术：
近年来，由于输变电线路的发展，越来越多的角钢输电塔结构在工程中被使用，从而带有节点板的K型角钢节点在输电塔结构中被广泛使用。随着架空输点线路铁塔K型节点设计校核越来越精细化。这样就要求在进行K型节点板设计校核时需要对K型节点板的受力简化更为合理。
发明内容：
本发明的目的是提供一种K型节点板校核确定方法，有效的模拟了构件的实际受力情况，且配合示意图后计算公式简单明了，方便设计人员进行K型节点板计算校核。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：所述K型节点板包括通过螺栓连接的竖直角钢和倾斜设置在所述竖直角钢上的其中一端点连接成一夹角的两个角钢，所述角钢连接成K型；其特征在于：所述方法包括：
(1)根据钢结构设计规范GB50017-2003分别确定出1区、2区和3区各自的计算宽度和投影宽度；
(2)根据所述步骤(1)分别选取1区和3区计算高度最小值；
(3)根据所述步骤(1)和所述步骤(2)确定出1区、2区和3区块板件的相对应的计算应力f1、f2和f3；
(4)计算出按有效宽度计算应力fe；
(5)比较计算应力和设计应力，确定K型节点可靠性。
所述步骤(1)中的1区、2区和3区各自的计算宽度和投影宽度通过下式确定：
1区计算宽度：
L1＝(C-D)A1/(C-D+D1)
其中，L1为1区计算宽度，C为设置在K型节点板上高处倾斜构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，D为K型节点板上高处倾斜构件角钢最近端螺栓到K型节点板所述一端点的距离；
1区投影宽度：
B1＝L1*sinα1
其中，B1为1区投影宽度；
2区计算宽度：
L2＝T3+T3
其中，L2为2区计算宽度；
2区投影宽度：
B2＝T3+T3
其中，B2为2区投影宽度；
2区计算高度：
H2＝D-T1/sinα1
其中，H2为2区计算高度；
3区计算宽度：
L3＝(C-D)*X/(cosα1*(1-X2)1/2+sinα1*X)
其中，L3为3区计算宽度；
3区投影宽度：
B3＝L3*cosα1
其中，B3为3区投影宽度；
其中，
A1＝A-T1/tanα1-T3/sinα1
D1＝D-T3/tanα1-T1/sinα1
A1、D1为中间计算值，A为K型节点板竖直构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，T1为K型节点板竖直构件角钢的螺栓排距；T3为K型节点板上高处倾斜构件角钢的螺栓排距，α1为竖直构件角钢与高处倾斜构件角钢的夹角；
X＝sinα3＝BB*sinα2/(CC2+BB2-2CC*BB*cosα2)1/2
CC＝C-(T22+T32+2T2*T3*cosα2-T32*sin2α2)1/2/sinα2
BB＝B-(T22+T32+2T2*T3*cosα2-T22*sin2α2)1/2/sinα2
其中，T2为K型节点板低处倾斜构件角钢的螺栓排距，α2为竖直构件角钢与低处倾斜构件角钢的夹角。
所述步骤(2)选取1区和3区计算高度最小值通过下式确定：
1区计算高度
H1＝D1*sinα1+0.5*L1*tanα1
H1＝D1*sinα1+(C-D)*sinα1
其中，H1为1区计算宽度；
比较两个H1的大小，选取其中的较小值；
3区计算高度：
H3＝(CC-C+D+0.5L3/sinα1)*sinα2/sin(180-α1-α2)
H3＝BB*sinα2/sinα1
其中，H3为3区计算高度；
比较两个H3的大小，选取其中的较小值。
所述所述步骤(3)中1区、2区和3区块板件的相对应的计算应力f1、f2和f3通过下式确定：
区块1板件计算应力：
f1＝1000*N*sinα1*B1/(B1+B2+B3)/L1/t/ψ1
ψ1＝1-0.65λn12 λn1<＝0.215
ψ1＝{0.965+0.3λn1+λn12-[(0.965+0.3λn1+λn12)2-4λn12]1/2}/2/λn12
λn1>0.215
λ1＝2.77*H1/t
λn1＝λ1*(fy/E)1/2/π
区块2板件计算应力：
f2＝1000*N/(B1+B2+B3)/t/ψ2
ψ2＝1-0.65λn22 λn2<＝0.215
ψ2＝{0.965+0.3λn2+λn22-[(0.965+0.3λn2+λn22)2-4λn22]1/2}/2/λn22
λn2>0.215
λn2＝λ2*(fy/E)1/2/π
λ2＝2.77*H2/t
区块3板件计算应力：
f3＝1000*N*cosα1*B3/(B1+B2+B3)/L3/t/ψ3
ψ3＝1-0.65λn32 λn3<＝0.215
ψ3＝{0.965+0.3λn3+λn32-[(0.965+0.3λn3+λn32)2-4λn32]1/2}/2/λn32
λn3>0.215
λn3＝λ3*(fy/E)1/2/π
λ3＝2.77*H3/t
其中，其中，t为连板厚度，fy为板件屈服应力，E为弹性模量，N为构件内力。
通过计算所述区块1、区块2和区块3的板件屈服应力，保证各个区块的应力都小于设计应力，从而确保构件不会出现由于个别板件发生屈服而导致整个构件发生失稳现象，保证了整体构件的可靠性。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明技术方案有效的模拟了构件的实际受力情况，且配合示意图后计算公式简单明了，方便设计人员进行K型节点板校核计算；
2、本发明技术方案更为准确的模拟了构件的实际受力情况；
3、本发明技术方案可以在安全储备方面达到预期效果。
附图说明
图1为本发明实施例的K型节点板受力计算示意图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
本例的发明提供一种K型节点板校核确定方法，所述K型节点板包括通过螺栓连接的竖直角钢和倾斜设置在所述竖直角钢上的其中一端点连接成某角度的两个角钢，各个所述角钢连接成K型；当单排螺栓连接时，排距T取0，当H2/t<＝10(235/f)1/2时可仅计算fe(按有效宽度计算)；所述方法包括以下步骤：
(1)计算出1区、2区、3区的计算宽度、投影宽度；
(2)分别选取1区、3区计算高度最小值；
(3)计算出区块1、区块2、区块3板件的计算应力f1、f2、f3；
(4)计算出按有效宽度计算的应力fe；
(5)比较计算应力和设计应力，确定K型节点可靠性。
步骤(1)中的1区、2区、3区的计算宽度、投影宽度通过下式确定：α
为了方便计算，需先计算示意图中1区的中间计算值A1、D1
A1＝A-T1/tanα1-T3/sinα1 (1)
D1＝D-T3/tanα1-T1/sinα1 (2)
其中，A1、D1为中间计算值A为K型节点板竖直构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，T1为K型节点板竖直构件角钢的螺栓排距；T3为K型节点板上高处倾斜构件角钢的螺栓排距，α1为竖直构件角钢与高处倾斜构件角钢的夹角。
1区计算宽度：
L1＝(C-D)A1/(C-D+D1) (3)
其中，L1为1区计算宽度，C为设置在K型节点板上高处倾斜构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，D为K型节点板上高处倾斜构件角钢最近端螺栓到K型节点板所述一端点的距离。
1区投影宽度：
B1＝L1*sinα1 (4)
其中，B1为1区投影宽度。
2区计算宽度：
L2＝T3+T3 (5)
其中，L2为2区计算宽度。
2区投影宽度：
B2＝T3+T3 (6)
其中，B2为2区投影宽度。
2区计算高度：
H2＝D-T1/sinα1 (7)
其中，H2为2区计算高度。
为了方便计算，需先计算示意图中3区的中间计算值CC、BB、X
CC＝C-(T22+T32+2T2*T3*cosα2-T32*sin2α2)1/2/sinα2 (8)
BB＝B-(T22+T32+2T2*T3*cosα2-T22*sin2α2)1/2/sinα2 (9)
X＝sinα3＝BB*sinα2/(CC2+BB2-2CC*BB*cosα2)1/2 (10)
其中，CC、BB、X为中间计算值，T2为K型节点板低处倾斜构件角钢的螺栓排距，α2为竖直构件角钢与低处倾斜构件角钢的夹角。
3区计算宽度：
L3＝(C-D)*X/(cosα1*(1-X2)1/2+sinα1*X) (11)
其中，L3为3区计算宽度。
3区投影宽度：
B3＝L3*cosα1 (12)
其中，B3为3区投影宽度。
步骤(2)分别选取1区、3区计算高度最小值；通过下式确定：
1区计算高度
H1＝D1*sinα1+0.5*L1*tanα1 (13)
H1＝D1*sinα1+(C-D)*sinα1 (14)
其中，H1为1区计算宽度。
比较公式(5)、(6)中H1的大小，选取其中的较小值。
3区计算高度：
H3＝(CC-C+D+0.5L3/sinα1)*sinα2/sin(180-α1-α2) (15)
H3＝BB*sinα2/sinα1 (16)
其中，H3为3区计算高度。
比较公式(15)、(16)中H3的大小，选取其中的较小值。
步骤(3)中计算出区块1、区块2、区块3板件的计算应力f1、f2、f3，通过下式确定：
区块1板件计算应力：
λ1＝2.77*H1/t (17)
λn1＝λ1*(fy/E)1/2/π (18)
ψ1＝1-0.65λn12 λn1<＝0.215 (19)ψ1＝{0.965+0.3λn1+λn12-[(0.965+0.3λn1+λn12)2-4λn12]1/2}/2/λn12
λn1>0.215 (20)
f1＝1000*N*sinα1*B1/(B1+B2+B3)/L1/t/ψ1 (21)
区块2板件计算应力：
λ2＝2.77*H2/t (22)
λn2＝λ2*(fy/E)1/2/π (23)
ψ2＝1-0.65λn22 λn2<＝0.215 (24)
ψ2＝{0.965+0.3λn2+λn22-[(0.965+0.3λn2+λn22)2-4λn22]1/2}/2/λn22
λn2>0.215 (25)
f2＝1000*N/(B1+B2+B3)/t/ψ2 (26)
区块3板件计算应力：
λ3＝2.77*H3/t (27)
λn3＝λ3*(fy/E)1/2/π (28)
ψ3＝1-0.65λn32 λn3<＝0.215 (29)
ψ3＝{0.965+0.3λn3+λn32-[(0.965+0.3λn3+λn32)2-4λn32]1/2}/2/λn32
λn3>0.215 (30)
f3＝1000*N*cosα1*B3/(B1+B2+B3)/L3/t/ψ3 (31)
通过计算所述区块1、区块2和区块3的板件屈服应力，保证各个区块的应力都小于设计应力，从而确保构件不会出现由于个别板件发生屈服而导致整个构件发生失稳现象，保证了整体构件的可靠性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种K型节点板校核确定方法，所述K型节点板包括通过螺栓连接的竖直角钢和倾斜设置在所述竖直角钢上的其中一端点连接成一夹角的两个角钢，所述角钢连接成K型；其特征在于：所述方法包括：
（1）根据钢结构设计规范GB50017-2003分别确定出1区、2区和3区各自的计算宽度和投影宽度；
（2）根据所述步骤（1）分别选取1区和3区计算高度最小值；
（3）根据所述步骤（1）和所述步骤（2）确定出1区、2区和3区块板件的相对应的计算应力f1、f2和f3；
（4）比较计算应力和设计应力，确定K型节点可靠性；
所述步骤（1）中的1区、2区和3区各自的计算宽度和投影宽度通过下式确定：
1区计算宽度：
L1 = (C-D)A1/(C-D+D1)
其中，L1为1区计算宽度，C为设置在K型节点板上高处倾斜构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，D为K型节点板上高处倾斜构件角钢最近端螺栓到K型节点板所述一端点的距离；
1区投影宽度：
B1 = L1*sinα1
其中，B1为1区投影宽度；
2区投影宽度：
B2=T3+T3
其中，B2为2区投影宽度；
2区计算高度：
H2=D-T1/sinα1
其中，H2为2区计算高度；
3区计算宽度：
L3=(C-D)*X/(cosα1*(1-X²)½+sinα1*X)
其中，L3为3区计算宽度；3区投影宽度：
B3=L3*cosα1
其中，B3为3区投影宽度；
其中，
A1 =A-T1/tanα1-T3/sinα1 ；D1 =D-T3/tanα1-T1/sinα1
A1、D1为中间计算值，A为K型节点板竖直构件角钢最远端螺栓到K型节点板所述一端点的距离，T1为K型节点板竖直构件角钢的螺栓排距；T3为K型节点板上高处倾斜构件角钢的螺栓排距，α1为竖直构件角钢与高处倾斜构件角钢的夹角；
X =sinα3 =BB*sinα2/(CC²+BB²-2CC*BB*cosα2)½
CC=C-(T2²+T3²+2T2*T3*cosα2-T3²*sin²α2)½ /sinα2
BB=B-(T2²+T3²+2T2*T3*cosα2-T2²*sin²α2)½ /sinα2
其中，CC、BB、B为中间计算值，T2为K型节点板低处倾斜构件角钢的螺栓排距，α2为竖直构件角钢与低处倾斜构件角钢的夹角。
2.如权利要求1所述的一种K型节点板校核确定方法，其特征在于：所述步骤（2）选取1区和3区计算高度最小值通过下式确定：
1区计算高度
H1 = D1*sinα1+0.5*L1*tanα1
H1 = D1*sinα1+(C-D)*sinα1
其中，H1为1区计算高度；
比较两个H1的大小，选取其中的较小值；
3区计算高度：
H3=(CC-C+D+0.5L3/sinα1)*sinα2/sin(180-α1-α2) ；H3=BB*sinα2/sinα1；
其中，H3为3区计算高度；
比较两个H3的大小，选取其中的较小值。
3.如权利要求2所述的一种K型节点板校核确定方法，其特征在于：所述所述步骤（3）中1区、2区和3区块板件的相对应的计算应力f1、f2和f3通过下式确定：
区块1板件计算应力：
f1 ＝1000*N*sinα1*B1/(B1+B2+B3)/L1/t/ψ1 ；
ψ1 = 1-0.65λn1²， λn1<=0.215；
ψ1={0.965+0.3λn1+λn1²-[(0.965+0.3λn1+λn1²)²-4λn1²]½}/2/λn1²， λn1>0.215；
λ1 ＝2.77*H1/t ；
λn1 ＝λ1*(fy/E)½/ π ；
区块2板件计算应力：
f2 ＝1000*N/(B1+B2+B3)/t/ψ2；
ψ2 = 1-0.65λn2²， λn2<=0.215；
ψ2={0.965+0.3λn2+λn2²-[(0.965+0.3λn2+λn2²)²-4λn2²]½}/2/λn2² ，λn2>0.215；
λn2 ＝λ2*(fy/E)½/ π；
λ2 ＝2.77*H2/t ；
区块3板件计算应力：
f3 ＝1000*N*cosα1*B3/(B1+B2+B3)/L3/t/ψ3；
ψ3 = 1-0.65λn3²，λn3<=0.215；
ψ3={0.965+0.3λn3+λn3²-[(0.965+0.3λn3+λn3²)²-4λn3²]½}/2/λn3²，λn3>0.215；
λn3 ＝λ3*(fy/E)½/ π；
λ3 ＝2.77*H3/t；
其中，t为连板厚度，fy为板件屈服应力，E为弹性模量，N为构件内力。
4.如权利要求1所述的一种K型节点板校核确定方法，其特征在于：通过计算所述区块1、区块2和区块3的板件屈服应力，保证各个区块的应力都小于设计应力，从而确保构件不会出现由于个别板件发生屈服而导致整个构件发生失稳现象，保证了整体构件的可靠性。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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