[发明专利]用于输电铁塔角钢压杆稳定强度折减系数的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压杆稳定强度折减系数的计算方法，尤其涉及一种用于输电铁塔角钢压杆稳定强度折减系数的计算方法。

背景技术

由于220kV多回、500kV双回、500kV单回转角塔、1000kV单双回、±800kV等输电线路的直线塔和转角塔荷载较大，塔身主材需要采用高强度的双拼或四拼的Q345或Q420普通规格角钢（特指：肢宽200mm及以下的角钢）组合才能满足承载要求。双拼和四拼普通规格角钢组合使铁塔的加工量成倍增加，角钢构件的制孔、焊接等加工质量和施工质量构成铁塔安全控制因素之一；由于双拼和四拼组合角钢截面形式本身的不尽合理，角钢间受力分配不均匀；双拼和四拼角钢由于构造的原因，螺栓的通过厚度和通过层数增加，给输电线路铁塔的施工带来很大难度。目前，主材采用单肢高强度大规格角钢（特指：强度等级Q420、Q460,肢宽220mm及以上的角钢）替代十字双拼普通规格角钢组合可避免上述不足。这是由于高强度大规格角钢肢宽和肢厚均较大，截面面积比普通规格角钢中最大截面的L200×24大，使单构件承截力大幅提高。高强度大规格角钢在铁塔中的应用不仅是材料还是技术上都具有创新性。然而，大规格角钢的宽厚比大到一定程度，轴压时会发生局部失稳先于整体失稳的情况，设计时需要考虑强度稳定折减系数m_N来降低构件的承载设计值。

反映压杆稳定性能的Φ·m_N可通过压溃理论确定，计算Φ·m_N可采用公式：

其中N_u是压溃荷载，A是构件面积，f_y是屈服强度，都可以实际测得。公式中Φ·m_N是根据试验通过公式计算得到的数值：Φ和m_N不能单独测得，如何将Φ和m_N分解开来是难点，在文献《大宽厚比Q420角钢轴压构件稳定试验研究》中计算m_N采用的方法是将Φ·m_N中的Φ作为一定值，即Φ按《钢结构设计规范》中b类截面计算出来，得到一个理论值Φ，然后将试验得到的Φ·m_N除以理论计算值Φ，得到压杆稳定强度折减m_N，由于Φ值是理论得出的，而不是试验得到的，进而影响到m_N试验值的准确性，其压杆稳定强度折减m_N的计算公式为：

由此可见该文献中的折减系数计算方法并不能准确计算出大规格角钢的折减系数，且受试验装置的影响较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于输电铁塔角钢压杆稳定强度折减系数的计算方法，该方法更为实用，更为准确，且可以避免试验条件及外部试验因数改变对试验造成的影响。

本发明的具体方案为：一种用于输电铁塔角钢压杆稳定强度折减系数的计算方法，所述方法包括如下步骤：

1）选择稳定强度折减系数m_N=1的角钢A；选择与该角钢A的屈服强度相同的角钢B；

2）分别测量角钢A和角钢B的角钢面积；

3）在相同长细比的条件下，分别测量角钢A和角钢B的最大承载力；

4）根据公式：

求得

其中，m_N为角钢的稳定强度折减系数；为角钢的杆件稳定强度系数；N_u为角钢的最大承载力；A为角钢的角钢面积；f_y为角钢的屈服强度实测值。

采用上述技术方案，本发明的技术效果有：本方法利用宽厚比不同的多种规格角钢构件的轴压试验，通过计算对比得到长细比不同、规格不同的角钢压杆稳定强度折减系数，该方法更为实用，更为准确，且可以避免试验条件及外部试验因数改变对试验造成的影响。

本发明利用相同的加载器、约束装置、加载架进行试验，可以排除试验条件对试验结果造成的误差，消除了整体稳定系数数值偏差对压杆稳定强度折减系数试验值的影响因素，本方法能够方便的得到大规格角钢的强度折减系数，更切合实际应用，对工程实际有很好的指导作用。

具体实施方式

实施例1

一种25#Q420大规格角钢压杆稳定强度折减系数的计算方法，包括如下步骤：