输电塔钢管角钢组合节点承载能力模拟分析与计算方法研究

摘要

依托输电线路实际工程，选取输电铁塔主材与横担连接处钢管角钢组合节点为研究对象，采用数值软件ABAQUS建立了钢管角钢组合节点精细化有限元模型，并通过静力加载试验验证了有限元模型的合理性；随后模拟分析了组合节点的传力机理和应力分布，明确了不同参数对组合节点受力特性的影响规律。结果表明，钢管、中环板与竖向板相交区域出现应力集中且最大应力达到屈服强度，并向四周扩散且逐渐减小，中环板和竖向板的厚度是影响组合节点极限承载力的关键因素。采用有效宽度法计算了中环板和竖向板的承载能力，建立了不同板件的内力占比计算式，基于此，提出了组合节点承载力计算方法。所提出的极限承载力计算方法与数值模拟结果的误差在13%以内，验证了计算方法的合理性，可为钢管角钢组合节点的结构设计与分析提供参考。

关键词

钢管角钢组合节点 / 有限元模型 / 极限承载力 / 传力机理 / 计算方法

基金资助

国家自然科学基金（52178489）; 山东省自然科学杰出青年基金（ZR2022JQ27）