K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法及裝置。該方法包括：確定K節(jié)點斜材的長細比λ1；對K節(jié)點斜材的長細比λ1進行修正，得到修正后的長細比λ2；根據(jù)修正后的長細比λ2確定斜材穩(wěn)定系數(shù)獲取斜材的軸心壓力設(shè)計值、毛截面面積和穩(wěn)定強度折減系數(shù)；根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)、軸心壓力設(shè)計值、毛截面面積和穩(wěn)定強度折減系數(shù)確定斜材的受壓承載力。本發(fā)明對K節(jié)點斜材的長細比λ2進行了修正，并根據(jù)修正后的長細比來確定K節(jié)點斜材的受壓承載力f，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本發(fā)明中的方法計算的K節(jié)點斜材的承載力與實際情況偏差較小，并且計算方法簡便可行，可為平行軸布置的K節(jié)點斜材設(shè)計和計算提供依據(jù)，有利于減輕桿塔的重量和優(yōu)化桿塔的整體受力。
【專利說明】
K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及輸變電工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種Κ節(jié)點斜材受壓承載力的計 算方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能生產(chǎn)與傳輸是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的命脈，輸電線路更是關(guān)系國計民生的"生 命線"。高電壓、大容量、長距離輸電是電網(wǎng)建設(shè)的重點，為適應(yīng)這一發(fā)展要求，多分裂、大截 面導(dǎo)線、同塔多回、特高壓等輸電新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，隨之帶來的是桿塔的高度不斷增 加，一般而言60m以上的桿塔即可稱之為高聳桿塔，由于線路重要性的提高，對高聳桿塔安 全性能的要求也越來越高。桿塔作為支承架空輸電線路導(dǎo)地線的關(guān)鍵設(shè)備，其可靠性直接 關(guān)系到整個輸電線路的安全。
[0003] 近年來，隨著高聳桿塔的不斷發(fā)展，已經(jīng)進行了大量的桿塔真型試驗和研究工作， 對目前高聳桿塔及其基礎(chǔ)設(shè)計方面存在的問題有比較深刻的理解和認識。例如，ASCE(10-97)格構(gòu)式輸電鐵塔設(shè)計技術(shù)中給出了不同約束條件下受壓構(gòu)件計算長度的修正方法，同 時規(guī)定了平行軸受力的塔腿主材和塔身主材計算長度的取值方法。輸電線路鐵塔中的平行 軸受力構(gòu)件包括主材、交叉斜材及其它受力構(gòu)件，其計算長度的取值不能一概而論。一般而 言，構(gòu)件長細比越小平行軸受力構(gòu)件計算長度增加比例越大，反之則減小?！都芸账碗娋€路 桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(DL/T 5154-2002)中給出了平行軸受力主材計算長度的取值為 1.2倍的桿件長度，平行軸受力的交叉斜材當交叉斜材不斷開時計算長度取值為1.1倍桿件 長度，當交叉斜材斷開時取桿件長度;真型塔試驗表明平行軸受力構(gòu)件的計算長度取值與 構(gòu)件長細比密切相關(guān)，構(gòu)件長細比越小平行軸受力構(gòu)件的計算長度增加的倍數(shù)越大，目前 國內(nèi)規(guī)范僅針對平行軸受力的主材和斜材給出固定值的計算長度取值，該中方式獲得的計 算長度的誤差較大，對輸電塔具有一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明提出了一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法及裝置，旨在解決現(xiàn) 有K節(jié)點斜材承載力計算誤差較大的問題。
[0005] -個方面，本發(fā)明提出了一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，該方法包括如下 步驟:確定K節(jié)點斜材的長細比λ 1;對所述K節(jié)點斜材的長細比人:進行修正，得到修正后的長 細比λ2;根據(jù)修正后的長細比λ 2確定斜材穩(wěn)定系數(shù)確定斜材的軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面 面積Α和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN;根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ、軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積Α和穩(wěn) 定強度折減系數(shù)m N確定斜材的受壓承載力f。
[0006] 進一步地，上述K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù) Φ、軸心壓力設(shè)計值、毛截面面積和穩(wěn)定強度折減系數(shù)確定斜材的受壓承載力f進一步為： 根據(jù)公式確定斜材的受壓承載力f。
[0007] 進一步地，上述K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，對所述K節(jié)點斜材的長細比λ 進行修正進一步包括:根據(jù)K節(jié)點斜材的受力情況和約束狀態(tài)確定長細比修正系數(shù)K;確定 修正后的長細比為X2 = aKX1+b;其中，1.2彡a彡0.5,40彡b彡20。
[0008] 進一步地，上述κ節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述根據(jù)κ節(jié)點斜材的受力 情況和約束狀態(tài)確定長細比修正系數(shù)K進一步包括如下步驟:當0〈心〈120時，若斜材兩端偏 心受壓，則長細比修正系數(shù)K為ci+cU/^，其中，0.6彡(： 1彡0.4,70彡(11彡50;若斜材兩端均不 偏心受壓，則長細比修正系數(shù)K為1，且a=l，b = 0;若斜材一端偏心受壓，另一端不偏心受壓 時，則K為(32+(12/^，其中，0.8彡c2彡0.7,40彡(1 2彡20;當120彡人1彡200時，若斜材的兩端均處 于第一約束狀態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為K/a，且b = 0;若斜材的一端處于第二約束狀 態(tài)受壓且另一端處于第一約束狀態(tài)受壓，則長細比修正系數(shù)K為C3+d 3/%，其中，1.0彡C3彡 0.8，12彡d3彡11;若斜材兩端均處于第二約束狀態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為(M+cU/h， 其中，0.7彡 C4彡0.6;47彡d4彡46;其中，斜材的端部在所述第一約束狀態(tài)下的運動范圍大于 在所述第二約束狀態(tài)下的運動范圍。
[0009] 進一步地，上述K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述根據(jù)第一約束狀態(tài)為斜 材的端部通過一個螺栓與其他桿件相連接;所述第二約束狀態(tài)為斜材的端部通過兩個或兩 個以上螺栓與其他桿件相連接。
[0010] 進一步地，上述κ節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述根據(jù)修正后的長細比λ2 確定斜材穩(wěn)定系數(shù)進一步包括：
：;當Κ 0.2:15時，φ = 1.-α$_2;當λ > 0..215 時
其中，αι、α2、α3根據(jù)斜材的截面類型進 行確定。
[0011] 進一步地，上述Κ節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述斜材的穩(wěn)定強度折減系 數(shù)Π 1Ν的確定方法為：所述斜材為角鋼，計算斜材自由外伸寬度b和厚度t的
：;_令
*當入1<30時，取1/=1111 ;當11>1〇〇時，取/=1112;式中，€7為強度標準值， 32^mi^28；105^m2^95；
'，確定斜材穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN= 1 · 0

時，確定斜材穩(wěn)定強度折減 其中1.7彡π?4彡1.6,0.7>m5>0.6。 :，
[0012] 進一步地，上述K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述K節(jié)點為平行軸布置的K 節(jié)點。
[0013] 進一步地，上述K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法中，所述K節(jié)點的支撐桿件的線 剛度與斜材的線剛度之比η大于0.3且小于1.5;其中：
，式中 別為第一支撐桿段、第二支撐桿段、第一斜材和第二斜材的慣性矩，。、。、^、^分別為第一 支撐桿段、第二支撐桿段、第一斜材和第二斜材的長度。
[0014] 本發(fā)明對K節(jié)點斜材的長細比λ2進行了修正，并根據(jù)修正后的長細比來確定K節(jié)點 斜材的受壓承載力f，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本發(fā)明中的方法計算的Κ節(jié)點斜材的承載力與 實際情況偏差較小，并且計算方法簡便可行，可為平行軸布置的K節(jié)點斜材設(shè)計和計算提供 依據(jù)，使平行軸布置的K節(jié)點設(shè)計更加科學(xué)，有利于減輕桿塔的重量和優(yōu)化桿塔的整體受 力。
[0015] 另一方面，本發(fā)明還提出了一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算裝置，該裝置包括： 長細比確定模塊，用于確定K節(jié)點斜材的長細比λ 1;修正模塊，用于對所述K節(jié)點斜材的長細 比心進行修正，得到修正后的長細比λ2;穩(wěn)定系數(shù)確定模塊，，用于根據(jù)修正后的長細比\ 2確 定斜材的穩(wěn)定系數(shù)折減系數(shù)確定模塊，用于確定斜材的軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積A 和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN;承載力確定模塊，用于根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ、軸心壓力設(shè)計值N、 毛截面面積A和穩(wěn)定強度折減系數(shù)m N確定斜材的受壓承載力f。
[0016] 本發(fā)明中的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算裝置與上述方法具有相同的技術(shù)效果， 故不贅述。
【附圖說明】
[0017] 通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明 的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
[0018] 圖1為本發(fā)明實施例提供的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法的流程圖；
[0019]圖2為K節(jié)點斜材的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明實施例提供的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開 的示例性實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例 所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍 完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及 實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0022]方法實施例：
[0023] 參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提出了K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法的流程圖。 K節(jié)點的結(jié)構(gòu)參見圖2,包括第一支撐桿1、第二支撐桿2、第一斜材3和第二斜材4。一般而言， 在第一支撐桿1和第一斜材3、以及在第二支撐桿2和第二斜材4之間還設(shè)置有起到支撐作用 的連桿。本實施例中提供的方法是對K節(jié)點中的第一斜材3或第二斜材4的受壓承載力進行 計算，下面以第一斜材3為例，對本實施例中的計算方法進行具體說明，為了敘述方便，在描 述本計算方法時，將第一斜材3簡稱為斜材。
[0024] 如圖1所示，本實施例中提供的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法包括如下步驟： [0025]步驟S1，確定K節(jié)點斜材的長細比λ:。其中，K節(jié)點斜材的長細比λ: = Lo/r，其中，Lo 為斜材的計算長度，r為斜材的截面的回轉(zhuǎn)半徑，對于一個K節(jié)點來說，該兩個參數(shù)均為已 知。
[0026] 步驟S2,對K節(jié)點斜材的長細比&進行修正，得到修正后的長細比λ2。本實施例中， 可以綜合考慮斜材兩端的受力狀態(tài)或約束狀態(tài)來對長細比進行修正。其中，在考慮斜材兩 端的受力狀態(tài)時，可以將斜材兩端的受力狀態(tài)分為偏心受壓和不偏心受壓兩種情況。在考 慮斜材兩端的約束狀態(tài)時，可以分為強約束狀態(tài)和弱約束狀態(tài)兩種情況。具體實施時，可以 根據(jù)實際情況來考慮具體的修正方法，本實施例在此不做任何限定。
[0027] 步驟S3,根據(jù)修正后的長細比λ2確定斜材穩(wěn)定系數(shù)φ。
[0028]具體地，可以先根據(jù)斜材的截面類型確定(^、(^、(^，其中^^:^幻可以通過規(guī)范查 找
其中，Ε為斜材的彈性模量，fy為斜材的強度標準值，該強度標準值 為斜材的強度設(shè)計值，是桿件的基本物理參數(shù)，為已知。當K0.215時，斜材穩(wěn)定系數(shù) 9=1-〇11!2;當入>〇.215時，斜材穩(wěn)定
[0029] 步驟S3,確定斜材的軸心壓力設(shè)計值N、毛截面面積A和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN。對于 一已知K節(jié)點而言，斜材的軸心壓力設(shè)計值N和毛截面面積A均為已知量。穩(wěn)定強度折減系數(shù) mN可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法進行計算，本發(fā)明實施例在此不再贅述。
[0030] 步驟S4,根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)9、軸心壓力設(shè)計值N、毛截面面積A和穩(wěn)定強度折減 系數(shù)mN確定斜材的受壓承載力f。具體實施時，可以根據(jù)公式確定K節(jié)點斜 材的受壓承載力f。
[0031] 可以看出，本實施例對K節(jié)點斜材的長細比λ2進行了修正，并根據(jù)修正后的長細比 來確定Κ節(jié)點斜材的受壓承載力f，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實施例中的方法對長細比入:進 行了修正，使計算出的K節(jié)點斜材的承載力與實際情況偏差較小，并且計算方法簡單易行， 可為K節(jié)點斜材設(shè)計和計算提供依據(jù)，使K節(jié)點設(shè)計更加科學(xué)，有利于減輕桿塔的重量和優(yōu) 化桿塔的整體受力。
[0032] 在本發(fā)明的一種實施方式中，可以按如下方法對斜材的長細比人:進行修正:首先， 根據(jù)K節(jié)點斜材的受力情況和約束狀態(tài)確定長細比修正系數(shù)K。然后，再根據(jù)公式x 2 = aia1+b 確定修正后的長細比λ2;其中，1.2彡a彡0.5,40彡b彡20。具體實施時，在確定長細比K時，可 以把斜材長細比人:分為兩個取值范圍，具體實施時，兩個取值范圍可以分別為（0,120)和 (120,200)〇
[0033]當1:處于(0,120)取值范圍內(nèi)，即〇aK120時，根據(jù)斜材兩端的受壓狀態(tài)來確定長 細比修正系數(shù)K，具體可以分為如下三種情況：
[0034]第一種情況為:若斜材兩端均偏心受壓，則確定長細比修正系數(shù)，其 中，0.6彡ci彡0.4,70彡di彡50。
[0035]第二種情況為:若斜材兩端均不偏心受壓，則長細比修正系數(shù)K為1，且a = l，b = 0; [0036]第三種情況為：若斜材一端偏心受壓，另一端不偏心受壓時，則長細比修正系數(shù)K 為 C2+d2/A1;其中，0.8彡C2彡0.7,40彡cb彡20。
[0037]當人:處于[120，200]取值范圍內(nèi)，即120^^:^200時，根據(jù)斜材的兩端點的約束狀 態(tài)來確定長細比K，具體也可以分為如下三種情況：
[0038] 第一種情況為:若斜材的兩端均處于第一約束狀態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為 K/aib = 0;
[0039] 第二種情況為:若斜材的一端處于第二約束狀態(tài)受壓且另一端處于第一約束狀態(tài) 受壓，則長細比修正系數(shù)K為cs+cb/^，其中，1.0彡 C3彡〇.8;12彡d3彡11;
[0040] 第三種情況為:若斜材兩端均處于第二約束狀態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為C4 +(14/^，其中，0.7彡C4 彡0.6;47彡ck 彡 46。
[0041]需要說明的是，斜材的端部在第一約束狀態(tài)下的相對移動范圍大于在第二約束狀 態(tài)下的相對移動范圍，即第一約束狀態(tài)可以為弱約束狀態(tài)，第二約束狀態(tài)可以為強約束狀 態(tài)。例如，第一約束狀態(tài)下斜材的端部可以通過一個螺栓與其他桿件相連接，第二約束狀態(tài) 下斜材的端部可以通過兩個螺栓與其他桿件相連接，顯然，當有相同外力作用時，斜材的端 部在一個螺栓約束狀態(tài)下的移動的位移大于在兩個螺栓約束下的移動的位移。
[0042]在本發(fā)明的實施方式中，如果斜材為角鋼，則斜材的穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN可以按 如下方法進行確定：
[0043] 計算斜材的自由外伸寬度b和厚度t的比值
[0044]
，當AiSSO時，取人/ = 1111;當人1>1〇〇時，取式中，fy為 強度標準值；32彡mi彡28; 105彡m2彡95。
[0045]
，確定斜材的穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN= 1.0;
[0046]
，確定斜材的穩(wěn)定強度折減
。上述各式中，fy為 強度標準值，該強度標準值為已知，1.7彡m4> 1.6,0.7彡m5>0.6。
[0047] 自由外伸寬度和厚度為角鋼的已知參數(shù)，本實施例通過自由外伸寬度和厚度的比 值來確定斜材的穩(wěn)定強度折減系數(shù)。與現(xiàn)有的穩(wěn)定強度折減系數(shù)相比，本實施例中提供的 方法更為接近實際情況，通過該穩(wěn)定強度折減系數(shù)確定的斜材的受壓承載力與實際實際受 力更為吻合。
[0048] 在本發(fā)明的實施方式中，K節(jié)點可以為平行軸布置的K節(jié)點，該平行軸布置的K節(jié)點 的支撐桿件的線剛度與斜材的線剛度之比η大于0.3且小于1.5。支撐桿件與斜材的線剛度 之比η可以按如下公式進行計算：
[0049]
式中：11、12、13、14分別為第一支撐桿段 1、第二支撐桿段2、第一斜材3和第二斜材4的慣性矩，61、62、63、64分別為第一支撐桿段1、 第二支撐桿段2、第一斜材3和第二斜材4截面的平行軸回轉(zhuǎn)半徑，^上山山分別為第一支 撐桿段1、第二支撐桿段2、第一斜材3和第二斜材4的長度，41、42、43、六4分別為第一支撐桿段 1、第二支撐桿段2、第一斜材3和第二斜材4的截面積。本實施例中對支撐桿件與斜材的線剛 度比進行了限定，以使Κ節(jié)點具有較好的受力結(jié)構(gòu)。
[0050]下面對本發(fā)明實施例中提供的K節(jié)點斜材承載力計算方法進行更為詳細的說明： [0051 ]首先，根據(jù)公式λχ = Lo/r計算Κ節(jié)點斜材的長細比，其中，Lo為斜材的計算長度，r為 斜材的截面回轉(zhuǎn)半徑。然后對K節(jié)點斜材的長細比人:進行修正，具體為:先確定修正系數(shù)K: 當長細比〇aK120時，斜材的兩端均為偏心受壓，斜材的長細比修正系數(shù)K為0.5+60/%;當 長細比120<λ 2<200時，若斜材兩端均為弱約束時，則對長細比不進行修正，若斜材一端為 強約束另一端為弱約束，則確定長細比修正系數(shù)Κ為0.762+28.6/λ:，若斜材兩端均為強約 束，則長細比修正系數(shù)Κ為0.615+46.2/Μ。確定了修正系數(shù)Κ之后，再根據(jù)公式λ 2 = 〇. 8213Κλ +26.73確定修正后的長細比λ2。
[0052]然后計算斜材穩(wěn)定系數(shù)Φ。具體為 ，斜材穩(wěn)定系數(shù) φ = 1 - af2;當孓 > 似15時，
其中，斜材的 角鋼按b類截面分類，分別為〇. 650、0.965、0.300，該數(shù)值可以從規(guī)范查到。
[0053]再計算斜材的穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN，該穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN根據(jù)角鋼的翼緣板自 由外伸寬度b與厚度t之
，當1:(30時，取λ/ = 30;當λ>1〇〇時，取λ/=1〇〇[
[0054] 最后，根據(jù)公式W (φ · ·/確定Κ節(jié)點中斜材的受壓承載力f，單位是N/mm2。 該式中:N為軸心壓力設(shè)計值，指設(shè)計時斜材的強度設(shè)計值，在本發(fā)明中為一個已知值，單位 是N; A為斜材的毛截面面積，單位是mm2; Φ為斜材穩(wěn)定系數(shù)，斜材的截面分類為b類;mN為斜 材的穩(wěn)定強度折減系數(shù)。
[0055] 下表為經(jīng)過本實施例中提供的方法計算的K節(jié)點斜材的受壓承載力和經(jīng)過試驗得 到的K節(jié)點斜材受壓承載力的比較。從表中可以看出，應(yīng)用本發(fā)明計算的K節(jié)點斜材受壓力 的理論值與試驗值吻合較好。
[0056]表1基于修正長細比的承載力計算
[0058]綜上，本實施例對K節(jié)點斜材的長細比λ2進行了修正，并根據(jù)修正后的長細比來確 定Κ節(jié)點斜材的受壓承載力f，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本實施例中的方法計算的Κ節(jié)點斜材的 承載力與實際情況偏差較小，并且計算方法簡便可行，可為平行軸布置的K節(jié)點斜材設(shè)計和 計算提供依據(jù)，使平行軸布置的K節(jié)點設(shè)計更加科學(xué)，有利于減輕桿塔的重量和優(yōu)化桿塔的 整體受力。
[0059] 裝置實施例：
[0060] 參見圖3,圖3位本發(fā)明還提出了一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算裝置的結(jié)構(gòu)框 圖。如圖所示，該裝置包括:長細比確定模塊100，用于確定Κ節(jié)點斜材的長細比h;修正模塊 200,用于對所述K節(jié)點斜材的長細比&進行修正，得到修正后的長細比λ 2;穩(wěn)定系數(shù)確定模 塊300，用于根據(jù)修正后的長細比λ2確定斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ ;折減系數(shù)確定模塊400，用于確 定斜材的軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積Α和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN;承載力確定模塊500,用 于根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ、軸心壓力設(shè)計值N、毛截面面積A和穩(wěn)定強度折減系數(shù)m N確定斜材 的受壓承載力f。
[0061] 該裝置實施例的具體實施過程參見上述方法實施例即可，本實施例在此不再贅 述。
[0062]本實施例對K節(jié)點斜材的長細比λ2進行了修正，并根據(jù)修正后的長細比來確定K節(jié) 點斜材的受壓承載力f，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實施例中的方法對長細比λ:進行了修正， 使計算出的Κ節(jié)點斜材的承載力與實際情況偏差較小，并且計算方法簡單易行，可為Κ節(jié)點 斜材設(shè)計和計算提供依據(jù)，使Κ節(jié)點設(shè)計更加科學(xué)，有利于減輕桿塔的重量和優(yōu)化桿塔的整 體受力。
[0063]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，包括如下步驟： 確定Κ節(jié)點斜材的長細比λ:; 對所述Κ節(jié)點斜材的長細比心進行修正，得到修正后的長細比λ2; 根據(jù)修正后的長細比λ2確定斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ; 確定斜材的軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積Α和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN; 根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)Φ、軸心壓力設(shè)計值N、毛截面面積A和穩(wěn)定強度折減系數(shù)mN確定斜 材的受壓承載力f。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述根據(jù)斜 材的穩(wěn)定系數(shù)Φ、軸心壓力設(shè)計值、毛截面面積和穩(wěn)定強度折減系數(shù)確定斜材的受壓承載 力f進一步為： 根據(jù)公式ν/(φ ?Afrav·/確定斜材的受壓承載力f。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，對所述K節(jié)點 斜材的長細比λ進行修正進一步包括： 根據(jù)Κ節(jié)點斜材的受力情況和約束狀態(tài)確定長細比修正系數(shù)Κ; 確定修正后的長細比為X2 = aia1+b;其中，1.2彡a彡0.5,40彡b彡20。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述根據(jù)K節(jié) 點斜材的受力情況和約束狀態(tài)確定長細比修正系數(shù)K進一步包括如下步驟： 當οακυο時，若斜材兩端偏心受壓，則長細比修正系數(shù)K為d+cU/%，其中，〇. 6彡C1> 0.4，70彡cU彡50;若斜材兩端均不偏心受壓，則長細比修正系數(shù)K為1，且a = 1，b = 0;若斜材 一端偏心受壓，另一端不偏心受壓時，則K為(32+(12/?，其中，0.8彡c2彡0.7，40彡d 2彡20; 當120^^:^200時，若斜材的兩端均處于第一約束狀態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為 K/a，且b = 0;若斜材的一端處于第二約束狀態(tài)受壓且另一端處于第一約束狀態(tài)受壓，則長 細比修正系數(shù)K為《+(13/^，其中，1.0彡 C3彡0.8,12彡d3彡11;若斜材兩端均處于第二約束狀 態(tài)受壓時，則長細比修正系數(shù)K為ca+cU/M，其中，0.7彡C4彡0.6;47彡cU彡46;其中，斜材的端 部在所述第一約束狀態(tài)下的運動范圍大于在所述第二約束狀態(tài)下的運動范圍。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述第一約 束狀態(tài)為斜材的端部通過一個螺栓與其他桿件相連接;所述第二約束狀態(tài)為斜材的端部通 過兩個或兩個以上螺栓與其他桿件相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述根據(jù)修 正后的長細比λ2確定斜材穩(wěn)定系數(shù)Φ進一步包括：其中，αι、α2、α3根據(jù)斜材的截面類型進行確定。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Κ節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述斜材穩(wěn) 定強度折減系數(shù)mN的確定方法為： 所述斜材為角鋼，計算斜材自由外伸寬度b和厚度t的比值，.當h<30時，取λ^η?ι;時，取λ^η^;式中，fy為強度 標準值，32彡mi彡28; 105彡m2彡95;,確定斜材穩(wěn)定強度折減系數(shù)πιν= 1.0;，確定斜材穩(wěn)定強度折減系數(shù)，其中1.7多m4> 1.6,0.7 . 6〇8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述K節(jié)點為 平行軸布置的K節(jié)點。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的K節(jié)點斜材受壓承載力的計算方法，其特征在于，所述K節(jié)點的支撐桿件的線剛度與斜材的線剛度之比η大于0.3且小于1.5;其中 II、12、13、14分別為第一支撐桿段、第二支撐桿段、第一斜材和第二斜材的慣性矩，Ll、L2、L3、 L4分別為第一支撐桿段、第二支撐桿段、第一斜材和第二斜材的長度。10. -種K節(jié)點斜材受壓承載力的計算裝置，其特征在于，該裝置包括： 長細比確定模塊，用于確定K節(jié)點斜材的長細比λ:; 修正模塊，用于對所述Κ節(jié)點斜材的長細比心進行修正，得到修正后的長細比λ2; 穩(wěn)定系數(shù)確定模塊，用于根據(jù)修正后的長細比λ2確定斜材的穩(wěn)定系數(shù)φ; 折減系數(shù)確定模塊，用于確定斜材的軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積Α和穩(wěn)定強度折減 系數(shù)Ι?Ν; 承載力確定模塊，用于根據(jù)斜材的穩(wěn)定系數(shù)ψ、軸心壓力設(shè)計值Ν、毛截面面積Α和穩(wěn)定 強度折減系數(shù)mN確定斜材的受壓承載力f。
【文檔編號】E04H12/10GK105927028SQ201610285634
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】韓軍科, 王旭明, 邢海軍, 王飛, 汪長智, 劉亞多, 蘇志鋼, 李清華, 張子富, 黃耀, 曹曄暉
【申請人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司