双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于输电塔设计技术领域。本发明专利技术提供了一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法及装置，其中方法包括根据加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度；根据等效抗弯刚度和单根钢的抗弯刚度计算两者的长细比并拟合长细比关系式；根据两者的长细比关系进一步拟合组合截面的等效稳定系数与单角钢稳定系数的关系式；根据两者的截面积关系确定两者基于等效稳定系数与稳定系数的第一承载力关系式；最后结合等效稳定系数和稳定系数的关系式以及第一承载力关系式得到基于稳定系数的第二承载力关系式。设计人员通过本发明专利技术可以根据单角钢的稳定系数和失稳承载力得到加固角钢的失稳承载力，为角钢输电塔的加固设计提供可行性参考。

【技术实现步骤摘要】
双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法及装置
本专利技术属于输电塔设计
，具体涉及一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法及装置。
技术介绍
近年来，随着我国特高压工程的建设，输电线路中输电塔的高度越来越高，结构柔度增大，脉动风引起的振动效应增强，此外，导地线的规格也越来越大，导地线风荷载所占比例增加，输电线路所受的风荷载也逐渐增大，这对输电塔的安全性能提出了更高的要求。然而，目前输电塔的抗风设计并未充分考虑强台风影响，其抗风设计方法还不够成熟，在风荷载作用下，输电塔往往在某一特定部位发生破坏，这样大大降低了输电塔的抗风能力。另一方面，以往倒塔事故的现场调查表明许多倒塔事故发生的原因是塔身横隔面设置不当、斜材失稳和主材失稳等，按照以往规范设计的部分在役输电塔不能满足现有条件下输电塔的安全性能。因此，对输电塔进行输电线路的防风能力评估并提出合理的加固方法是十分必要的。针对不同原因的倒塔事故，国内外学者提出了增设横隔面、增大杆件截面等加固方法对塔体进行加固。部分加固方法已经应用到实际中。在现有的一种输电塔斜材的加固方法中，采用由V形卡和加固板构成的斜材加固装置将两根相同的角钢固定成T型，以增大斜材的失稳承载力。但是现有技术中缺少针对使用该种斜材加固装置的角钢输电塔的斜材失稳承载力进行计算的方法，因此无法为后续使用该斜材加固方法的角钢输电塔设计提供指导。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在解决现有技术中缺少针对采用上述的一种输电塔斜材加固方法的角钢输电塔斜材承载力的计算方法，无法为后续使用该斜材加固方法的角钢输电塔设计提供指导的问题。为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，所述双拼T型组合加固角钢包括一单根角钢、一加固角钢以及一斜材加固装置，所述斜材加固装置包括加固板和与所述加固板固定连接的V形卡，所述单根角钢和所述加固角钢组成T型结构，所述T型结构的下端与所述V形卡内一端抵接，所述T型结构的上端面与所述加固板抵接，包括：根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度；根据所述等效抗弯刚度计算所述双拼T型组合加固角钢的等效长细比，根据单根角钢的抗弯刚度计算所述单根角钢的长细比，根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合长细比关系式；根据所述等效长细比获得所述双拼T型组合加固角钢的等效稳定系数，根据所述单根角钢的长细比获得所述单根角钢的稳定系数，根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合稳定系数关系式；根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式，根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系确定基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式；根据所述稳定系数关系式和所述第一承载力关系式确定基于所述单根角钢的稳定系数的第二承载力关系式。进一步的，所述根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度具体包括：根据加固板的数量和长度将所述双拼T型组合加固角钢的等效抗弯刚度确定为：式中，，其中为加固板的数量，为所述双拼T型组合加固角钢的长度，为加固板的长度；，其中为所述双拼T型组合加固角钢的截面积，为荷载偏心距；为单根角钢绕x轴的惯性矩；为双拼T型组合加固角钢绕对称轴的惯性矩。进一步的，所述根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合长细比关系式具体为：利用线性关系将所述等效长细比和所述单根角钢的长细比的长细比关系式拟合为：式中，为所述等效长细比，为所述单根角钢的长细比，均为拟合参数。进一步的，所述根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合得到稳定系数关系式具体为：利用线性关系将所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的稳定系数关系式拟合为：式中，为所述等效稳定系数，为所述单根角钢的稳定系数，均为拟合参数。进一步的，所述根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式具体为：根据所述等效稳定系数将所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式确定为：式中，为所述双拼T型组合加固角钢的承载力，为所述等效稳定系数，为所述双拼T型组合加固角钢的截面积，为角钢的屈服强度。根据所述单根角钢的稳定系数将所述单根角钢的承载力计算式确定为：式中，为所述双拼T型组合加固角钢的承载力，为所述等效稳定系数，为所述双拼T型组合加固角钢的截面积，为角钢的屈服强度。所述根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系确定基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式具体为：根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系，将基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式确定为：。进一步的，所述第二承载力关系式确定为：式中，均为常系数。进一步的，所述根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度之前还包括：提出所述双拼T型组合加固角钢的原角钢与加固角钢做协同变形的假定；建立所述双拼T型组合加固角钢的有限元变形模型；根据所述有限元变形模型分析所述双拼T型组合加固角钢的协同变形情况，得到有限元分析结果；判断所述有限元分析结果是够满足所述协同变形假定，若满足，则执行后续步骤。本专利技术第二方面提供一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算装置，所述双拼T型组合加固角钢包括一单根角钢、一加固角钢以及一斜材加固装置，所述斜材加固装置包括加固板和与所述加固板固定连接的V形卡，所述单根角钢和所述加固角钢组成T型结构，所述T型结构的下端与所述V形卡内一端抵接，所述T型结构的上端面与所述加固板抵接，包括：第一计算模块，用于根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度；第二计算模块，用于根据所述等效抗弯刚度计算所述双拼T型组合加固角钢的等效长细比，根据单根角钢的抗弯刚度计算所述单根角钢的长细比，并根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合长细比关系式；第三计算模块，用于根据所述等效长细比获得所述双拼T型组合加固角钢的等效稳定系数，根据所述单根角钢的长细比获得所述单根角钢的稳定系数，根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合稳定系数关系式；第四计算模块，用于根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式，根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系确定基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式；第五计算模块，用于根据所述稳定系数关系式和所述第一承载力关系式确定基于所述单根角钢的稳定系数的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述双拼T型组合加固角钢包括一单根角钢、一加固角钢以及一斜材加固装置，所述斜材加固装置包括加固板和与所述加固板固定连接的V形卡，所述单根角钢和所述加固角钢组成T型结构，所述T型结构的下端与所述V形卡内一端抵接，所述T型结构的上端面与所述加固板抵接，包括：/n根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度；/n根据所述等效抗弯刚度计算所述双拼T型组合加固角钢的等效长细比，根据单根角钢的抗弯刚度计算所述单根角钢的长细比，根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合得到长细比关系式；/n根据所述等效长细比获得所述双拼T型组合加固角钢的等效稳定系数，根据所述单根角钢的长细比获得所述单根角钢的稳定系数，根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合得到稳定系数关系式；/n根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式，根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系确定基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式；/n根据所述稳定系数关系式和所述第一承载力关系式确定基于所述单根角钢的稳定系数的第二承载力关系式。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述双拼T型组合加固角钢包括一单根角钢、一加固角钢以及一斜材加固装置，所述斜材加固装置包括加固板和与所述加固板固定连接的V形卡，所述单根角钢和所述加固角钢组成T型结构，所述T型结构的下端与所述V形卡内一端抵接，所述T型结构的上端面与所述加固板抵接，包括：
根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度；
根据所述等效抗弯刚度计算所述双拼T型组合加固角钢的等效长细比，根据单根角钢的抗弯刚度计算所述单根角钢的长细比，根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合得到长细比关系式；
根据所述等效长细比获得所述双拼T型组合加固角钢的等效稳定系数，根据所述单根角钢的长细比获得所述单根角钢的稳定系数，根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合得到稳定系数关系式；
根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式，根据所述双拼T型组合加固角钢和所述单根角钢的截面积关系确定基于所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的第一承载力关系式；
根据所述稳定系数关系式和所述第一承载力关系式确定基于所述单根角钢的稳定系数的第二承载力关系式。


2.根据权利要求1所述的一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述根据所述双拼T型组合加固角钢的结构参数确定该组合截面的等效抗弯刚度具体包括：
根据加固板的数量和长度将所述双拼T型组合加固角钢的等效抗弯刚度确定为：



式中，，其中为加固板的数量，为所述双拼T型组合加固角钢的长度，为加固板的长度；，其中为所述双拼T型组合加固角钢的截面积，为荷载偏心距；为单根角钢绕x轴的惯性矩；为双拼T型组合加固角钢绕对称轴的惯性矩。


3.根据权利要求1所述的一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述根据所述等效长细比和所述单根角钢的长细比拟合长细比关系式具体为：
利用线性关系将所述等效长细比和所述单根角钢的长细比的长细比关系式拟合为：



式中，为所述等效长细比，为所述单根角钢的长细比，均为拟合参数。


4.根据权利要求1所述的一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数拟合得到稳定系数关系式具体为：
利用线性关系将所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数的稳定系数关系式拟合为：



式中，为所述等效稳定系数，为所述单根角钢的稳定系数，均为拟合参数。


5.根据权利要求4所述的一种双拼T型组合加固角钢失稳承载力简化计算方法，其特征在于，所述根据所述等效稳定系数和所述单根角钢的稳定系数分别确定所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式和所述单根角钢的承载力计算式具体为：
根据所述等效稳定系数将所述双拼T型组合加固角钢的承载力计算式确定为：



式中，为所述双拼T型组合加固角钢的承载力，为所述等效稳定系数，为所述双拼T型组合加固角钢的截面积，为角钢的屈服强度；
根据所述单根角钢的稳定系数将所述单根角钢的承载力计算式确定为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，刘建明，吴慧锋，谢卓均，游捷，黄增浩，易滔，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司湛江供电局，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44