1. Forschungshintergrund zu den mechanischen Eigenschaften von Winkelstahl -Turmknoten

Als wichtige Struktur in Projekten wie Übertragungsleitungen und Kommunikationstürmen, Die Konstruktion und die mechanischen Eigenschaften der Winkelstahltürme beeinflussen direkt die Sicherheit und Stabilität der Gesamtstruktur. Winkelstahl -Turmknoten enthalten normalerweise drei Arten: starre Knoten, halbweiche Knoten und artikulierte Knoten. Verschiedene Arten von Knoten haben signifikante Unterschiede in der Stressleistung, Steifheit und tragende Kapazität. .

1. Starre Knoten

Starren Knoten werden normalerweise in Strukturen verwendet, die eine hohe Stabilität erfordern, wie im Design von äußeren Zylinderknoten des Guangzhou -Turms, und starre Knoten werden verwendet, um die allgemeine und lokale Stabilität sicherzustellen. Starre Knoten können biege Momente und Scherkräfte effektiv übertragen, haben aber große Einschränkungen für die Verformung, Daher muss der Einfluss der Knotensteifheit auf die Gesamtstruktur während des Designs berücksichtigt werden.

2. Halbgidrige Knoten

Semi-Rigid-Knoten kombinieren die Vorteile starrer und artikulierter Knoten, und haben gute Duktilitäts- und Energieverbrauchsfähigkeiten. Beispielsweise, Die mit dem oberen und unteren Winkelstahl angeschlossenen halbflüssigen Strahlsäulenknoten verifizierten ihre gute Duktilität und energieverbrauchte Leistung durch Finite-Elemente-Analyse. In Ergänzung, Die Untersuchung des Zwei-Web-Winkelstahls, der die halb-rigiden-Strahl-Säulenknoten des oberen und unteren Winkelstahls verbindet.

3. Artikulationsknoten

Artikulierte Knoten werden normalerweise in Strukturen verwendet, die große Verformungsfähigkeiten erfordern, wie in diagonalen Turmknoten. Die artikulierte Form ermöglicht es dem Knoten, sich innerhalb eines bestimmten Bereichs frei zu drehen, Dadurch Verbesserung der Windbeständigkeit der Struktur.

2. Anwendung der Finite -Elemente -Analyse in der Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Winkelstahl -Turmknoten

Finite -Elemente -Analyse (FEA) ist ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Winkelstahl -Turmknoten. Durch die Simulation der tatsächlichen Spannungsbedingungen, die Stressverteilung, Verformungsbedingungen und die Lagerkapazität des Knotens können genau vorhergesagt werden.

1. Nichtlineare Finite -Elemente -Analyse basierend auf ANSYS

Die ANSYS -Software wird häufig in der nichtlinearen Finite -Elemente -Analyse von Winkelstahl -Turmknoten verwendet. Beispielsweise, In der Untersuchung der gemeinsamen halbwiegenden Strahlsäulenknoten des oberen und unteren Winkelstahls, Die Spannungsverteilung und Hysteresekurve des Knotens wurden durch ANSYS simuliert, und im Vergleich zu den experimentellen Ergebnissen wurden verifiziert. In Ergänzung, Die Untersuchung der Verbindung der halbwindigen Strahlspalte mit Doppelwinkelstahl und Top-Bottom-Winkelstahl zeigt auch, dass ANSYS die Spannungsleistung von Halbgleisknoten genau simulieren kann.

2. Einfluss von Steifheitänderungen auf die Knotenleistung

Untersuchungen zeigen, dass Änderungen der Knotensteifheit einen signifikanten Einfluss auf die statische Leistung und die Windschwingungsreaktion des Winkelstahlturms haben. Beispielsweise, Durch endliche Elementanalyse, Es wurde festgestellt, dass eine zunehmende Steifheit der Knoten die Windbeständigkeit der Struktur erheblich verbessern kann. In Ergänzung, Das KSI-Chen-Modell wurde verwendet Sendemast, Überprüfen Sie weiter den Einfluss der Anzahl der Schrauben auf das ultimative Biegemoment und die anfängliche Rotationssteifigkeit.

3. Analyse der Materialeigenschaften

Die Anwendung von hochfestem Stahl in Winkelstahl-Turmknoten verbessert die tragende Kapazität und Duktilität erheblich. Beispielsweise, Die Kunststofflagerkapazität von hochfesten Stahlknoten ist mindestens 32% höher als der des gewöhnlichen Q345B -Stahls . In Ergänzung, Die Anwendung von hohem Stahl in Q420 in flexiblen Flanschanschlüssen zeigt auch, dass das Material eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit aufweist .

3. Analyse der mechanischen Eigenschaften typischer Knoten

1. K-förmiger Knoten

K-förmige Knoten sind übliche Knotenformulare in Getriebetürmen, und ihre mechanischen Eigenschaften werden von Faktoren wie der Anzahl der Schrauben beeinflusst, Bolzenabstand, und die Querschnittsabmessungen des Hauptwinkelstahls. Studien haben gezeigt, dass je mehr Schrauben, Je höher der Grenzbiegemoment und die anfängliche Rotationssteifheit der Knoten. In Ergänzung, Durch endliche Elementanalyse, Es wurde festgestellt, dass die Querschnittsabmessung des Hauptwinkelstahls einen signifikanten Einfluss auf die Knotensteifigkeit und die tragende Kapazität hat.

2. Semi-Rigid-Strahl- und Säulenknoten

Semi-Rigid-Strahl-Säulenknoten sind eine Form der Verbindung, die in Getriebetürmen häufig verwendet wird. Untersuchungen zeigen, dass die mit dem oberen und unteren Winkelstahl verbundenen Semi-Rigid-Strahl- und Säulenknoten eine gute Duktilitäts- und Energieverbrauchsfunktionen haben, und kann dynamischen Lasten wie Erdbeben effektiv widerstehen. In Ergänzung, Die Untersuchung des Zwei-Web-Winkelstahls, der die halb-rigiden-Strahl-Säulenknoten des oberen und unteren Winkelstahls verbindet.

3. Artikulationsknoten

Artikulierte Knoten werden normalerweise in Strukturen verwendet, die größere Verformungsfähigkeiten erfordern. Untersuchungen zeigen, dass die artikulierte Form es dem Knoten ermöglicht, sich innerhalb eines bestimmten Bereichs frei zu drehen, Dadurch Verbesserung der Windbeständigkeit der Struktur. In Ergänzung, Durch endliche Elementanalyse, Es wurde festgestellt, dass die artikulierten Knoten eine gute Verformungsfähigkeit und Energieverbrauchsleistung aufwiesen, wenn sie Windlasten ausgesetzt waren.

4. Schlussfolgerung und Aussicht

Durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften typischer Knoten von Winkelstahltürmen, Die folgenden Schlussfolgerungen können gezogen werden:

1. Starren Knoten eignen sich für Strukturen, die eine hohe Stabilität erfordern, haben aber größere Einschränkungen für die Verformung;
2. Semi-Rigid-Knoten kombinieren die Vorteile starrer und artikulierter Knoten, und haben gute Duktilitäts- und Energieverbrauchsfähigkeiten;
3. Der artikulierte Knoten eignet;
4. Die Anwendung von hochfestem Stahl verbessert die Lagerkapazität und Duktilität der Knoten erheblich;
5. Finite -Elemente -Analyse ist ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Winkelstahl -Turmknoten, und kann die Stressverteilung genau vorhersagen, Verformungs- und Lagerkapazität von Knoten.

Zukünftige Forschung kann die Auswirkungen verschiedener Materialien und Verbindungsformen auf die Knotenleistung von Winkelstahltürmen weiter untersuchen, und optimieren.