圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析

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圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析及设计方法
摘要:钢管塔结构构件普遍采用圆形法兰连接,大型杆塔的交叉材、斜材与主管相贯连接,支管采用与其垂直的圆形法兰连接接长;该连接法兰在一定程度上增大了节点域尺寸,可能造成节点过大给镀锌及运输带来困难。为此,研究开发一种法兰盘面平行于主管轴线的新型异形法兰。该法兰盘面形状为椭圆形,以法兰盘面与支管夹角为参数,开展轴拉荷载作用下刚性异形法兰承载力特性的非线性模拟,考察其轴拉荷载-变形特性及连接螺栓的受力特点。新型异形法兰轴拉承载力与圆形法兰基本具有相似的特性,但在轴拉荷载增大过程中,由于法兰盘面滑移导致连接节点轴向位移突然增大,荷载-变形关系继续线性增大并进入弹塑性阶段;滑移荷载与夹角和预紧力大小有关。连接螺栓受拉剪共同作用而发生弯曲,其应力最大位置位于两侧法兰板接触面。最后,提出异形刚性法兰的设计方法,包括法兰板、加劲肋及连接螺栓的强度设计理论。 
关键词:钢管塔; 刚性法兰; 异形法兰; 有限元;
DOI:10.13206/j.gjg201909008
分类号:TU392.3
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-不同法兰连接示意
不同法兰连接示意
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-有限元模型
有限元模型
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-荷载位移曲线
荷载位移曲线
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-第一主应力云图
第一主应力云图
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-主应力及变形
主应力及变形
圆钢管刚性异形法兰轴拉承载力特性分析-螺栓轴力对比
螺栓轴力对比

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