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作者:李榮樺單位:廣西送變電建設公司
運用K形布置塔身橫隔面的主要節間結構按照有關建筑規定的結構要求,若塔身的實際高度已經超出了4個主材料的節間,那么就必須建造橫隔面。而塔身在建造橫隔面的上下節間結構時,所采用的布置形式將會對塔身材料的使用量造成直接的影響。在一般情況下,較為常見的橫隔面結構布置。
在對橫截面進行建造時,其上下節間的主要結構應按照K形實施布置,在很大程度上可促進力傳遞達到一定的清晰度和簡潔度,大大減少了橫隔材料與斜材材料的使用量。
在設計鐵塔腿部隔面時,其以上第一個節間布置使用K形對鐵塔腿部隔面進行設計過程中,應實施精密的計算以及不斷的試驗,方能證明鐵塔腿部的受拉腿水平力小于受壓腿,從而可導致受拉和受壓這兩個基礎發生不同的位移,因此,鐵塔腿部的受拉斜材受力小于受壓斜材。
K形主要結構的節點板制造
在研究力學原理的基礎上,通過實踐的檢驗結果證明,因為鐵塔本身斜材的末端部位在連接時已存在了不公正現象,所以斜材在受到一定壓力的情況下,會出現彎扭現象,以至于失去固有的穩定性,使得結構末端部位發生相對應的位移。
在上下結構中的K形材處于節點板的位置上,在受荷后出現彎扭變形的情況,以至于塔身的水平面產生位移。研究材料的各種外力可知,節點板處于內平面時,其剛度相對較大,而處于外平面時,則相應的會減小,所以為了預防建筑構建的過程中出現過大的末端部位移位而形成結構損毀,應適當加強節點板的外平面剛度。節點板的兩側做相應的高度卷邊工作,在不同程度上均可增加節點板外平面的有效剛度,不僅可使材料用量得到降低還能確保結構的安全性和可靠性。
選擇主要組成部分的規格
處于輸電線路中的鐵塔,其主要構成部分大多數是運用兩邊相等的角鋼亦或是鋼管。對鐵塔計算模型進行研究分析,可將鐵塔設置成空間建筑桁架結構,主材料與斜材料則屬于鐵塔軸心的受力平衡桿。依照有關規定,軸心受力組成部分的具體計算公式如下:強度的計算:N/An≤m•f(用①表示),在強度的計算公式中,N表示鐵塔軸心的拉力;m表示組成部分的強度折減系數;An表示組成部分凈截面的面積;f則表示有關鋼材強度的設計值。
受壓構成部分的穩定計算:N/(φ•A)≤mn•f(用②表示),在公式中φ表示鐵塔軸心受壓構成部分的穩定系數;A表示構成部分毛截面的具體面積;f則是壓桿穩定性強度的折減系數。由公式①、公式②可以看出,構成部分的設計強度一般都和末端部位相連接的狀況以及斷面情況相關聯,并非一定的數值,在相應狀態下設計強度應該有所折減。在鐵塔中,受壓穩定后會掌控主要材料和斜材料,并且占據了大多數鐵塔總重,所以,在公式②中的mn取值,在很大程度上會影響主要構成部分的正確選材以及鐵塔的總重。關于計算mn的取值方式。
不同的材質區域劃分條件可通過計算得出。根據區域劃分條件的數值,構件材質的規格在相同的情況下,其強度等級相應的就會越高,其區域劃分條件的取值相對會降低,也就是說材質具有越高的等級,材料強度對應的設計值就會受到其徑厚比和寬厚比這兩者明顯的影響,而在鐵塔中,其最為重要的受力構件大多數是使用高材質。由此可以看出,主要構件若具有高材質和較大受荷,那么在選擇主要構件的規格中,應選擇設計強度完好的規格,通過其截面,充分將構件具有的高強度性能發揮出來,以確保構件在受力過程中的可靠性和安全性,同時材料可以得到合理的運用。
在鐵塔主要構成部分中,其較常使用的角鋼規格有部分屬于寬度厚、肢厚小的規格,將其進行常規的對比,在通過實際的計算以及實踐檢驗結果表明,發現對鋼管組成部分來說,當徑厚比≤50規格時,可科學的運用組成部分的截面特征,同時還能充分發揮力學性能。
觀察研究鐵塔組成部分的主要受力特征以及布置材料的情況,由于塔身和橫擔的主材料以及重要受力斜材等受力較大,可以確保結構的安全性,對于鐵塔的可靠性來說具有十分重要的作用,在建筑鐵塔中一般會選擇使用具有高材質、大截面的組成材料,因此,相對的材料使用量也會占據較高的鐵塔總重比例。此外,還應充分考慮到重要組成部分在設計強度上出現的折減問題,盡可能選用設計強度無法實施折減的規格并加以使用,同時運用組成部分的截面特點、將力學性能中的高強構件發揮出來,使結構得以安全運行,并取得作為經濟的材料使用量。
結論
在鐵塔的優化設計過程中,概念設計處于基本的理論知識之上,同時也屬于有關研究成果的前提。在實施復雜多樣的計算數據之前,應合理運用有關的基礎原理與研究方案、鐵塔結構的實踐檢驗結果、重要組成部分材料和選擇合適規格、建造方案的運用等方面進行優化設計桿塔和模型。通過在積極的優化設計鐵塔過程中概念設計的運用,在極大程度上可以合理的布置鐵塔結構,使傳力的主要線路更為清晰明了,對重要組成部分的受荷特性進行掌控,促進結構的安全性能和可行性能,有效的降低材料的使用量,使得設計效率和質量得到一定的提高,同時在輸電線路的整體耐用性周期管理中,充分發揮了積極的重要作用。