联合构架单钢管计算长度系数确定方法技术

本发明专利技术关于联合构架单钢管计算长度系数确定方法，以电脑设备与程序辅助进行运作，至少包含以下步骤：步骤A：根据钢结构稳定计算理论建模推导单钢管计算长度系数；步骤B：根据工程实际模型筛选简化工况并利用有限元方法进行稳定性分析；步骤C：根据影响因素提取周边局部模型推导计算长度系数；步骤D：模拟实际工况建立试验模型进行构架单钢管稳定性试验；步骤E：对于所述步骤A、所述步骤B、所述步骤C、所述步骤D获取的各计算长度系数进行数据汇总以及对比分析；步骤F：根据所述步骤E中获取的分析结果调整并确定计算长度系数推荐值。使单钢管柱的稳定计算更加准确，保证结构安全的同时，能最大程度节省钢材量，提升经济效益。

【技术实现步骤摘要】
联合构架单钢管计算长度系数确定方法
本专利技术涉及输电线路联合架构设计领域，具体关于一种联合构架单钢管计算长度系数确定方法。
技术介绍
传统的500kV联合构架中构架柱常采用A型直缝焊接圆形钢管柱,构架横梁常采用三角形变断面、钢管弦杆、角钢腹杆、螺栓连接的格构式钢梁梁柱铰接,其中梁、柱拼接接头采用法兰连接。后续随着工程设计在此基础上不断的优化，联合架构中的进、出线构架柱改良为采用单钢管柱代替常规的A型柱，只保留中间构架柱仍采用A型柱。具体如图1所示的联合构架，其中构架沿出线方向水平拉力通过联系梁和母线粱传给中间构架A型柱，使两侧进、出线导线的水平荷载主要由中间A型构架承担，而单钢管出线构架主要承受导线垂直荷载并与中间A型柱形成全联合受力体系，其主要优势在于能够节省占地，明显提升经济效益。对于上述改良的500kV联合构架中所采用的单钢管结构，计算长度系数无疑是决定结构稳定性的关键指标。但现行规范及技术中并未对于联合构架单钢管结构的计算长度系数给予明确的确定方式，而实际工程中联合构架中单钢管结构的使用愈加广泛，实际工况形式多样导致对于计算长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.联合构架单钢管计算长度系数确定方法，其特征在于，以电脑设备与程序辅助进行运作，至少包含以下步骤：/n步骤A：根据钢结构稳定计算理论建模推导单钢管计算长度系数；/n步骤B：根据工程实际模型筛选简化工况并利用有限元方法进行稳定性分析；/n步骤C：根据影响因素提取周边局部模型推导计算长度系数；/n步骤D：模拟实际工况建立试验模型进行构架单钢管稳定性试验；/n步骤E：对于所述步骤A、所述步骤B、所述步骤C、所述步骤D获取的各计算长度系数进行数据汇总以及对比分析；/n步骤F：根据所述步骤E中获取的分析结果调整并确定计算长度系数推荐值。/n

【技术特征摘要】
1.联合构架单钢管计算长度系数确定方法，其特征在于，以电脑设备与程序辅助进行运作，至少包含以下步骤：
步骤A：根据钢结构稳定计算理论建模推导单钢管计算长度系数；
步骤B：根据工程实际模型筛选简化工况并利用有限元方法进行稳定性分析；
步骤C：根据影响因素提取周边局部模型推导计算长度系数；
步骤D：模拟实际工况建立试验模型进行构架单钢管稳定性试验；
步骤E：对于所述步骤A、所述步骤B、所述步骤C、所述步骤D获取的各计算长度系数进行数据汇总以及对比分析；
步骤F：根据所述步骤E中获取的分析结果调整并确定计算长度系数推荐值。


2.如权利要求1所述的联合构架单钢管计算长度系数确定方法，其特征在于，所述步骤A中计算长度系数的具体推导方式为：
步骤A1：建立多件结构计算简化模型，其中所述结构计算简化模型具体形式可为柱脚刚接、包含两层支撑的轴心均匀受压的等截面直杆构件；
步骤A2：设定所述结构计算简化模型构件的下部为AB段、上部为BC段，分别推导所述AB段构件及BC段构件的屈曲荷载方程式；
步骤A3：将各所述结构计算简化模型构件的对应参数分别代入所述步骤A2推导出的所述AB段构件及BC段构件的屈曲荷载方程式，并计算出各所述结构计算简化模型构件AB段及BC段失稳时的临界荷载；
步骤A4：比较步骤A3中各所述结构计算简化模型构件AB段及BC段临界荷载值，确定临界失稳段并计算各所述结构计算简化模型构件的计算长度系数。


3.如权利要求2所述的联合构架单钢管计算长度系数确定方法，其特征在于，所述步骤A2中的所述AB段构件及BC段构件的屈曲荷载方程式的具体推导过程包含：
根据所述BC段构件两端的位移边界条件，设其挠曲线为正弦曲线并满足公式(1)，



将所述公式(1)代入公式(2)推导出应变能为，



将所述公式(1)换算后代入公式(3)推导出外力势能为，



进而根据公式(4)推算出所述结构计算简化模型的势能为，



设定结构平衡状态时，满足公式(5)，



进而可推导出公式(6)，



将所述公式(6)进行换算后即为所述BC段构件的屈曲荷载求解方程式(7)，



根据所述AB段构件两端的位移边界条件，设其挠曲线方程满足公式(8)，
y＝a1x2(l-x)+a2x3(l-x)+…(8)，
取所述公式(8)级数的前两项代入所述结构计算简化模型的势能方程式(9)，



换算后获得公式(10)，



设定结构平衡状态时，满足下式，



进而结合所述公式(10)进行整理后可得如下公式(11)及公式(12)，






根据a1与a2不全为零，可推出公式(13)，



对所述公式(13)进行再开整理计算可得公式(14)，



对于所述公式(14)求解的最小根得到公式(15)即为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮亮，孟庆辉，贺瑞，庞亚东，颜士海，彭敏文，何民，张宇峰，李鹏，施菁华，吴祎琼，罗蓓青，刘然，程翀，马㭎，王伟刚，雷鸣，郭东锋，李海峰，孙亿，马东升，田英，刘舒，李金海，张丽，盛志宇，李冬，王童威，杨军，杨仁花，乔刚强，于瑞，佟景燊，高志华，田顺心，张月，施玉超，王建勋，张浩，方惠芬，张红，杨莉洁，沈彤，朱志强，刘中伟，片野，李维奇，马晓伟，陈开璇，魏文彬，张美美，赵东宇，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，电力规划总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11