1. Latar belakang penelitian tentang sifat mekanik node menara baja sudut

Sebagai struktur penting dalam proyek seperti jalur transmisi dan menara komunikasi, Desain dan sifat mekanik menara baja sudut secara langsung mempengaruhi keamanan dan stabilitas struktur keseluruhan. Node menara baja sudut biasanya mencakup tiga jenis: node kaku, node semi-kaku dan node yang diartikulasikan. Berbagai jenis node memiliki perbedaan yang signifikan dalam kinerja stres, Kekakuan dan kapasitas penahan beban. .

1. Node kaku

Node kaku biasanya digunakan dalam struktur yang membutuhkan stabilitas tinggi, seperti dalam desain node silinder luar dari Guangzhou Tower, dan node yang kaku digunakan untuk memastikan stabilitas secara keseluruhan dan lokal. Node yang kaku dapat secara efektif mengirimkan momen lentur dan gaya geser, tetapi memiliki kendala besar pada deformasi, Jadi dampak kekakuan simpul pada struktur keseluruhan perlu dipertimbangkan selama desain.

2. Node semi-kaku

Node semi-kaku menggabungkan keunggulan node yang kaku dan diartikulasikan, dan memiliki keuletan yang baik dan kemampuan konsumsi energi. Sebagai contoh, Node kolom balok semi-kaku yang terhubung ke baja sudut atas dan bawah memverifikasi keuletan yang baik dan kinerja yang memakan energi melalui analisis elemen hingga. Sebagai tambahan, Studi baja sudut dua-WEB yang menghubungkan node-node berkas kolom semi-kaku dari baja sudut atas dan bawah menunjukkan bahwa menambahkan iga pengaku lateral dapat secara signifikan meningkatkan kekakuan dan kapasitas bantalan node.

3. Node Artikulasi

Node yang diartikulasikan biasanya digunakan dalam struktur yang membutuhkan kemampuan deformasi besar, seperti di node menara diagonal. Bentuk yang diartikulasikan memungkinkan node berputar secara bebas dalam kisaran tertentu, dengan demikian meningkatkan ketahanan angin struktur.

2. Aplikasi Analisis Elemen Hingga Dalam Studi Sifat Mekanik Node Menara Baja Sudut

Analisis Elemen Hingga (FEA) adalah alat penting untuk mempelajari sifat mekanik node menara baja sudut. Dengan mensimulasikan kondisi stres yang sebenarnya, distribusi tegangan, Kondisi deformasi dan kapasitas bantalan simpul dapat diprediksi secara akurat.

1. Analisis elemen hingga nonlinier berdasarkan ANSYS

Perangkat lunak ANSYS banyak digunakan dalam analisis elemen hingga nonlinier dari node menara baja sudut. Sebagai contoh, Dalam studi node kolom balok semi-kaku bersama dari baja sudut atas dan bawah, Distribusi tegangan dan kurva histeresis node disimulasikan melalui ANSYS, dan dibandingkan dengan hasil eksperimen diverifikasi. Sebagai tambahan, Studi untuk menghubungkan node kolom balok semi-kaku dengan baja sudut web ganda dan baja sudut atas-atas juga menunjukkan bahwa ANSYS dapat secara akurat mensimulasikan kinerja tegangan node semi-kaku.

2. Pengaruh perubahan kekakuan pada kinerja simpul

Penelitian menunjukkan bahwa perubahan kekakuan simpul memiliki dampak signifikan pada kinerja statis dan respons getaran angin dari menara baja sudut. Sebagai contoh, Melalui analisis elemen yang terbatas, Ditemukan bahwa peningkatan kekakuan simpul dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan angin dari struktur. Sebagai tambahan, Model KSI-Chen digunakan untuk menganalisis kurva sudut momen lentur dari simpul berbentuk K dari UHV menara transmisi, Lebih lanjut memverifikasi pengaruh jumlah baut pada momen lentur tertinggi dan kekakuan rotasi awal.

3. Analisis sifat material

Penerapan baja berkekuatan tinggi dalam node menara baja sudut secara signifikan meningkatkan kapasitas dan keuletan penahan bebannya. Sebagai contoh, Kapasitas bantalan plastik dari node baja berkekuatan tinggi setidaknya 32% lebih tinggi dari baja Q345B biasa . Sebagai tambahan, Aplikasi baja berkekuatan tinggi Q420 dalam koneksi flensa fleksibel juga menunjukkan bahwa bahan tersebut memiliki ketahanan kelelahan yang sangat baik .

3. Analisis sifat mekanik node khas

1. Simpul berbentuk K.

Node berbentuk k adalah bentuk simpul umum di menara transmisi, dan sifat mekaniknya dipengaruhi oleh faktor -faktor seperti jumlah baut, jarak baut, dan dimensi cross-sectional dari baja sudut utama. Penelitian telah menunjukkan bahwa semakin banyak baut, semakin tinggi momen lentur batas dan kekakuan rotasi awal node. Sebagai tambahan, Melalui analisis elemen yang terbatas, Ditemukan bahwa dimensi cross-sectional baja sudut utama memiliki dampak yang signifikan pada kekakuan simpul dan kapasitas penahan beban.

2. Node balok dan kolom semi-kaku

Node Balok Kolom Semi-Kaku adalah bentuk koneksi yang banyak digunakan di menara transmisi. Penelitian menunjukkan bahwa node berkas semi-kaku dan kolom yang terhubung ke baja sudut atas dan bawah memiliki kemampuan konsumsi dan konsumsi energi yang baik, dan dapat secara efektif menahan beban dinamis seperti gempa bumi. Sebagai tambahan, Studi baja sudut dua-WEB yang menghubungkan node-node berkas kolom semi-kaku dari baja sudut atas dan bawah menunjukkan bahwa menambahkan iga pengaku lateral dapat secara signifikan meningkatkan kekakuan dan kapasitas bantalan node.

3. Node Artikulasi

Node yang diartikulasikan biasanya digunakan dalam struktur yang membutuhkan kemampuan deformasi yang lebih besar. Penelitian menunjukkan bahwa bentuk yang diartikulasikan memungkinkan simpul untuk berputar secara bebas dalam kisaran tertentu, dengan demikian meningkatkan ketahanan angin struktur. Sebagai tambahan, Melalui analisis elemen yang terbatas, Ditemukan bahwa node yang diartikulasikan menunjukkan kemampuan deformasi yang baik dan kinerja konsumsi energi saat mengalami beban angin.

4. Kesimpulan dan prospek

Melalui studi tentang sifat mekanik dari node khas menara baja sudut, Kesimpulan berikut dapat ditarik:

1. Node kaku cocok untuk struktur yang membutuhkan stabilitas tinggi, tetapi memiliki kendala yang lebih besar pada deformasi;
2. Node semi-kaku menggabungkan keunggulan node yang kaku dan diartikulasikan, dan memiliki keuletan yang baik dan kemampuan konsumsi energi;
3. Node yang diartikulasikan cocok untuk struktur yang membutuhkan kemampuan deformasi besar dan secara efektif dapat menahan beban angin;
4. Penerapan baja berkekuatan tinggi secara signifikan meningkatkan kapasitas bantalan dan keuletan node;
5. Analisis elemen hingga adalah alat penting untuk mempelajari sifat mekanik node menara baja sudut, dan dapat secara akurat memprediksi distribusi tegangan, deformasi dan kapasitas node.

Penelitian di masa depan selanjutnya dapat mengeksplorasi dampak berbagai bahan dan bentuk koneksi pada kinerja simpul menara baja sudut, dan mengoptimalkan desain simpul dalam kombinasi dengan kasus rekayasa aktual untuk meningkatkan keamanan dan ekonomi struktur.