[发明专利]一种双弧形钢材截面结构设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备，具体涉及电力输送过程中输电铁塔塔材的结构设计方法。

背景技术

热轧角钢一直是我国输电线路铁塔塔材的首选材料，热轧角钢的强度、稳定及长细比三个方面的计算决定了其截面规格的大小，热轧角钢的强度计算与热轧角钢的截面面积直接相关，热轧角钢的稳定计算与热轧角钢稳定系数、截面面积及压杆稳定强度折减系数m_N直接相关，稳定系数与热轧角钢的截面结构特性密切相关。随着采用热轧角钢输电铁塔材料强度的逐步提高，使得压杆稳定强度的折减受翼缘板自由外伸宽度与其厚度的比值的影响越来越明显，对于输电铁塔中部分较长的构件，截面结构的选取直接由构件的长细比控制，而长细比的计算又与热轧角钢的截面结构特性密切相关，热轧角钢的截面形状适于输电铁塔中各构件之间的相互连接，可减少节点板数量，这也是我国输电线路铁塔长期以来采用热轧角钢的主要原因之一，但热轧角钢的截面结构形状单一，热轧角钢翼缘自由外伸与其厚度的比值限值随着钢材强度级别的提高而减小，因此导致热轧角钢压杆稳定强度的折减随着钢材强度级别的提高而增大，常常导致构件在使用过程中发生局部屈曲，如何在保持现有热轧角钢的优势，再开发出提高结构强度的截面形式，是目前需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中采用热轧角钢的输电铁塔稳定强度的折减随着钢材强度的提高而增大，导致构件局部屈曲的问题，本发明提供一种通过冷弯工艺优化的翼缘外伸宽厚比，避免压杆稳定强度的折减，从而大大提高构件材料强度利用率和截面承载力。双弧形钢材截面结构设计方法，具体方案如下：一种双弧形钢材截面结构设计方法，所述钢材截面包括顶角和肢板，其特征在于，所述顶角为平面的加强板，肢板与加强段连接处为相对的“S”状的弧形段，按照下列步骤确定钢材截面的结构，

(1)确定翼缘外伸宽度L2≤202f×t,]]>

(2)R1值在1～t之间，R2＝R1+t，

(3)加强板的长度L3≥22[L1-L2-R2-(1+22)×R1]]]>

其中t为钢材厚度，R1为内弧半径，R2为外弧半径，L1为肢板宽度，L2为翼缘外伸宽度，L3为加强段的长度，f为钢材设计强度。