1. Antecedentes de pesquisa sobre as propriedades mecânicas dos nós da Torre de Aço Angle

Como uma estrutura importante em projetos como linhas de transmissão e torres de comunicação, O projeto e as propriedades mecânicas das torres de aço angular afetam diretamente a segurança e a estabilidade da estrutura geral. Os nós da torre de aço angular geralmente incluem três tipos: nós rígidos, nós semi-rígidos e nós articulados. Diferentes tipos de nós têm diferenças significativas no desempenho do estresse, rigidez e capacidade de carga. .

1. Nós rígidos

Nós rígidos são geralmente usados ​​em estruturas que requerem alta estabilidade, como no design dos nós do cilindro externo da torre de Guangzhou, e nós rígidos são usados ​​para garantir a estabilidade geral e local. Nós rígidos podem efetivamente transmitir momentos de flexão e forças de cisalhamento, mas tenha grandes restrições à deformação, Portanto, o impacto da rigidez do nó na estrutura geral precisa ser considerado durante o projeto.

2. Nós semi-rígidos

Nós semi-rígidos combinam as vantagens de nós rígidos e articulados, e ter boas capacidades de ductilidade e consumo de energia. Por exemplo, Os nós de coluna de feixe semi-rígidos conectados ao aço ângulo superior e inferior verificaram sua boa ductilidade e desempenho consumidor de energia através da análise de elementos finitos. além do que, além do mais, O estudo do aço de ângulo de duas tebas que conecta os nós da coluna de feixe semi-rígido do aço ângulo superior e inferior mostra que a adição de costelas de endurecimento lateral pode melhorar significativamente a rigidez e a capacidade de rolamento dos nós.

3. Nó de articulação

Nós articulados são geralmente usados ​​em estruturas que requerem grandes recursos de deformação, como em nós da torre diagonal. A forma articulada permite que o nó gire livremente dentro de um determinado intervalo, melhorando assim a resistência ao vento da estrutura.

2. Aplicação da análise de elementos finitos no estudo de propriedades mecânicas dos nós da Torre Antal Aço

Análise de elementos finitos (FEA) é uma ferramenta importante para o estudo das propriedades mecânicas dos nós da Torre Antal Antiga. Simulando as condições reais de estresse, a distribuição do estresse, Condições de deformação e capacidade de rolamento do nó podem ser previstas com precisão.

1. Análise de elementos finitos não lineares com base no ANSYS

O software ANSYS é amplamente utilizado em análise de elementos finitos não lineares de nós de torre de aço angular. Por exemplo, No estudo dos nós da coluna de feixe semi-rígido articular do aço ângulo superior e inferior, A distribuição de estresse e a curva de histerese do nó foram simuladas através do ANSYS, e comparado com os resultados experimentais foram verificados. além do que, além do mais, O estudo de conectar os nós da coluna de feixe semi-rígido com aço de ângulo duplo de ângulo e aço ângulo de fundo superior também mostra que o ANSYS pode simular com precisão o desempenho do estresse dos nós semi-rígidos.

2. Efeito das mudanças de rigidez no desempenho do nó

Pesquisas mostram que as mudanças na rigidez do nó têm um impacto significativo no desempenho estático e na resposta de vibração do vento da torre de aço ângulo. Por exemplo, Através da análise de elementos finitos, Verificou -se que o aumento da rigidez do nó pode melhorar significativamente a resistência do vento da estrutura. além do que, além do mais, O modelo KSI-Chen foi usado para analisar a curva de ângulo de momento flexível do nó em forma de K do UHV torre de transmissão, Verificando ainda mais a influência do número de parafusos no momento de flexão final e na rigidez rotacional inicial.

3. Análise das propriedades do material

A aplicação de aço de alta resistência nos nós da torre de aço angular melhora significativamente sua capacidade de carga e ductilidade de carga. Por exemplo, A capacidade de rolamento de plástico dos nós de aço de alta resistência é pelo menos 32% superior ao do aço comum Q345B . além do que, além do mais, A aplicação de aço de alta resistência Q420 em conexões de flange flexível também mostra que o material tem excelente resistência à fadiga .

3. Análise de propriedades mecânicas de nós típicos

1. Nó em forma de K.

Nós em forma de K são formas de nó comuns em torres de transmissão, e suas propriedades mecânicas são afetadas por fatores como o número de parafusos, espaçamento do parafuso, e as dimensões transversais do aço ângulo principal. Estudos mostraram que quanto mais parafusos, quanto maior o momento de flexão do limite e a rigidez rotacional inicial dos nós. além do que, além do mais, Através da análise de elementos finitos, Verificou-se que a dimensão transversal do aço ângulo principal tem um impacto significativo na rigidez do nó e na capacidade de suporte de carga.

2. Nós de feixe e coluna semi-rígidos

Os nós da coluna de feixe semi-rígidos são uma forma de conexão que é amplamente usada em torres de transmissão. Pesquisas mostram que os nós de feixe e coluna semi-rígidos conectados ao aço ângulo superior e inferior têm boa ductilidade e recursos de consumo de energia, e pode resistir efetivamente a cargas dinâmicas, como terremotos. além do que, além do mais, O estudo do aço de ângulo de duas tebas que conecta os nós da coluna de feixe semi-rígido do aço ângulo superior e inferior mostra que a adição de costelas de endurecimento lateral pode melhorar significativamente a rigidez e a capacidade de rolamento dos nós.

3. Nó de articulação

Nós articulados são geralmente usados ​​em estruturas que requerem maiores recursos de deformação. Pesquisas mostram que a forma articulada permite que o nó gire livremente dentro de um determinado intervalo, melhorando assim a resistência ao vento da estrutura. além do que, além do mais, Através da análise de elementos finitos, Verificou -se que os nós articulados exibiram boa capacidade de deformação e desempenho de consumo de energia quando submetidos a cargas de vento.

4. Conclusão e perspectiva

Através do estudo das propriedades mecânicas dos nós típicos de torres de aço angular, as seguintes conclusões podem ser tiradas:

1. Nós rígidos são adequados para estruturas que requerem alta estabilidade, mas tem maiores restrições à deformação;
2. Nós semi-rígidos combinam as vantagens de nós rígidos e articulados, e ter boas capacidades de ductilidade e consumo de energia;
3. O nó articulado é adequado para estruturas que requerem grandes recursos de deformação e podem resistir efetivamente a cargas de vento;
4. A aplicação de aço de alta resistência melhora significativamente a capacidade de rolamento e a ductilidade dos nós;
5. Análise de elementos finitos é uma ferramenta importante para o estudo das propriedades mecânicas dos nós da Torre de Aço Angle, e pode prever com precisão a distribuição do estresse, deformação e capacidade de rolamento de nós.

Pesquisas futuras podem explorar ainda mais o impacto de diferentes materiais e formulários de conexão no desempenho do nó de torres de aço angular, e otimize o design do nó em combinação com casos de engenharia reais para melhorar a segurança e a economia da estrutura.