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大口径螺旋钢管的试验硏究及数值模拟

浏览:146 发表时间:2020-04-09 15:55:05

       大口径螺旋钢管截面柱子曲线,但这一规定是基于Q235或Q345的理论及试验结果而定的,且试验对象多为槽钢或工字钢,对钢管的试验研究较少。因此,应参照《钢规》的方法,计算Q690高强钢管的柱子曲线,并通过试验及数值分析进行验证。(2)Q690高强钢残余应力分布及其对受压柱稳定系数影响的问题。受压构件的稳定承载力与构件的整体稳定系数φ有关,构件的整体稳定系数与构件的材料、力学性能几何缺陷等有关,其中残余应力的影响是应引起重视的一个因素。目前有很多资料研究了高强钢工字形及箱形截面残余应力分布及其对受压柱稳定承载力的影响,但尚未有资料对Q690高强钢管的残余应力分布及其影响进行系统的研究,因此应通过试验及数值方法研究掌握Q690钢管截面残余应力分布及其对受压柱稳定系数的影响。(3)大口径螺旋钢管构件偏心受压问题。

       大多数变电构架杆件为偏心受压构件,而已有的针对高强钢的研究主要集中于轴向受压构件,因此需对Q690高强钢管作为偏心受压构件时的稳定承载能力进行研究,为工程设计提供合理的理论依据。(4)人字柱主管与横撑相贯节点的转动刚度及承载力问题。人字柱主管与横撑的相贯节点是钢管构架结构中常用的一种节点形式。虽然国内外对管—管节点的理论研究及试验研究相对较多,然而Q690高强钢目前还未普遍在实际工程中应用,对于Q690高强钢人字柱与横撑相贯节点的受力性能和破坏机制尚不清楚,因此对Q690高强钢的此种形式节点进行试验研究,并在试验基础上进行系统的数值分析很有必要。人字柱主管与横撑相贯节点处的转动刚度对整个变电构架的抗侧刚度有着十分重要的影响,通常在相贯节点处会采取不同的加强方式以增加其转动刚度并提高其承载能力,因此需进行试验硏究及数值模拟硏究大口径螺旋钢管人字柱与横撑相贯节点在不同加强方式下的转动刚度及承载力性能。

       高强钢管截面残余应力分布试验研究及有限元分析通过锯割法和盲孔法对d250×8、d300×8、d350×8三种截面形式的Q690高强钢管的纵向残余应力分布进行试验研究,拟得到黑件、镀锌件和带端头钢管的纵向残余应力分布图;在试验基础上,釆用 ANSYS有限元程序对12种截面规格的Q690高强钢管的残余应力分布进行数值模拟研究,考察钢管管径改变及壁厚改变对截面纵向残余应力分布的影响,根据数值模拟数据拟合得到钢管的纵向残余应力分布图。大口径螺旋钢管管轴心受压稳定系数研究现行《钢规》中给出的柱子曲线是根据较低强度钢材的试验结果得岀的,与高强度钢材的柱子曲线可能会存在一定的差异。为了使Q690高强钢管的受压稳定计算符合实际,采用李开禧教授于1981年提出的¨逆算单元长度法”(我国《钢规》所采用的计算方法),利用 MATLAB语言编制程序来计算不同长细比的Q690高强钢管轴心受压时的临界承载力,得出Q690高强钢管轴心受压稳定系数与长细比的对应曲线1.4.3Q690高强钢管轴心受压承载力试验研究及数值分析对250×8300×8、350×8三种截面形式,长细比为3045、60的Q690高强钢管6组18根试件进行轴压承载力性能试验研究,分析其不同长细比的钢管的稳定承载力及其失稳模态,并与中国和美国相关设计规范中的公式计算值进行比较,为Q690高强钢在变电构架中的应用提供设计参考。



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