500kV全聯(lián)合構(gòu)架空間作用效應(yīng)的分析與應(yīng)用研究.pdf

1、500kV全聯(lián)合構(gòu)架全聯(lián)合構(gòu)架空間作用空間作用效應(yīng)效應(yīng)的分析與的分析與應(yīng)用應(yīng)用研究研究AnalysisApplicationResearchontheSpatialWkEffectof500kVEntirelyUnitedFramewk學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程研究生：李辰曦指導(dǎo)教師：楊建江教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一六年十一月I摘要全聯(lián)合構(gòu)架作為新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，具有提高構(gòu)架受力性能、節(jié)省占地及工程造價(jià)的優(yōu)越性，在500kV超高壓變電站的構(gòu)

2、架設(shè)計(jì)中發(fā)展迅猛，應(yīng)用廣泛。在單鋼管全聯(lián)合構(gòu)架中，出線構(gòu)架柱通過母線梁及主變進(jìn)線梁與中間構(gòu)架聯(lián)系成為整體，在空間上形成聯(lián)合受力體系。但目前對于全聯(lián)合構(gòu)架內(nèi)單鋼管出線柱結(jié)構(gòu)受力性能的研究并不詳盡，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范簡化了該構(gòu)架體系的空間作用效應(yīng)。因此，本文以500kV全聯(lián)合構(gòu)架在典型荷載工況下的空間作用效應(yīng)為課題，利用ANSYS有限元分析軟件對全聯(lián)合構(gòu)架體系的空間工作性能及出線柱的空間作用效應(yīng)影響系數(shù)進(jìn)行了分析研究，提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和

3、建議，以期在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)的目的。主要研究工作及成果如下：(1)建立剛接、鉸接、半剛性連接三種梁柱節(jié)點(diǎn)剛度的單鋼管全聯(lián)合構(gòu)架和半剛性連接A型全聯(lián)合構(gòu)架模型，以及相應(yīng)的獨(dú)立出線柱模型。提出了基于反彎點(diǎn)的全聯(lián)合構(gòu)架梁柱節(jié)點(diǎn)半剛性連接的分析方法，以及相關(guān)參數(shù)的建議取值。(2)分析全聯(lián)合構(gòu)架整體結(jié)構(gòu)以及構(gòu)架體系內(nèi)、外的出線柱在三種風(fēng)向角大風(fēng)工況下的受力與變形情況，討論梁柱節(jié)點(diǎn)剛度、結(jié)構(gòu)形式、荷載工況對計(jì)算結(jié)果的影響，得出結(jié)論：單鋼管全

4、聯(lián)合構(gòu)架比A型全聯(lián)合構(gòu)架在整體變形及出線柱位移的控制上有一定的優(yōu)越性；半剛性連接的兩類全聯(lián)合構(gòu)架的整體變形均不滿足允許變形限值，采用半剛性假定時(shí)應(yīng)注意控制構(gòu)架變形；三種大風(fēng)工況下，全聯(lián)合構(gòu)架的出線柱以承受軸力及彎矩為主，與A型柱相比，單鋼管柱的軸力較小，繞Z軸彎矩略大；不同連接剛度的單鋼管柱在不同風(fēng)向工況作用下內(nèi)力值差距不大，但各項(xiàng)內(nèi)力規(guī)律表現(xiàn)不一。(3)基于構(gòu)架的內(nèi)力與變形結(jié)果，計(jì)算得出各類出線柱的內(nèi)力及位移的空間作用影響系數(shù)，并與規(guī)

5、范相關(guān)取值進(jìn)行比較，得出結(jié)論：四類構(gòu)架的位移空間作用影響系數(shù)u?在各工況下取值均小于1.00，單鋼管構(gòu)架體系對位移的限制作用強(qiáng)于A型構(gòu)架，連接剛度對u?無顯著影響；在同一工況內(nèi)，單鋼管柱內(nèi)力空間作用影響系數(shù)S?取值較為一致，有統(tǒng)一的放大或縮小作用，A型柱的S?大多情況下表現(xiàn)為放大；風(fēng)向角、結(jié)構(gòu)形式、連接剛度等因素均對出線柱S?產(chǎn)生了一定的影響，取值存在一定的規(guī)律性和不確定性，不同工況下的不同內(nèi)力需分別確定其系數(shù)。(4)利用空間作用系數(shù)的