PHC管桩机械性连接接头抗拔性能有限元分析

为研究抱箍式连接接头、啮合式连接接头以及内扣式连接接头在受拉状态下的力学性能,基于ABAQUS平台建立三种接头的有限元模型,对三种接头的抗拔性能进行分析。研究结果表明：抱箍式连接接头试件受拉时,拉力主要由连接卡承担。抱箍式连接接头试件最终由于连接卡与端板外侧变形过大而破坏。啮合式连接接头试件受拉时,拉力全部由连接块与连接销承担。试件因连接销受拉应变过大而破坏。内扣式连接接头试件受拉时,拉力主要由内扣件承担,试件最终因内扣件受拉应变过大而破坏。内扣式连接接头不能满足管桩的抗拔连接要求,啮合式与抱箍式连接接头可以满足抗拔要求。啮合式连接接头承载能力高,受力直接,是最经济合理的机械性连接接头。     

特高压直流输电塔多尺度模拟与节点分析

为了较准确地分析特高压直流输电塔节点的受力性能,将实体单元模型和梁单元模型连接,建立输电塔多尺度有限元模型。通过与TTA模型、刚架模型及真型塔试验结果的比较分析,验证了多尺度模型的合理性。然后关注一种试验工况,利用多尺度模型对铁塔的一个关键节点进行非线性分析。结果表明,该塔破坏前,铁塔斜材已产生了局部屈曲,多尺度模型能够较真实地模拟节点板及连接杆件的受力状态,计算结果与试验数据吻合良好,可以对铁塔结构设计及试验研究提供参考。     

多尺度模型下高压输电钢管塔关键节点失效模式的研究

为探究多尺度模型下高压输电钢管塔关键节点在极端气候条件下的失效模式,以某大跨越直线塔为研究背景,提出了一种在有限元软件ABAQUS中实现不同尺度单元连接的方法,并验证了跨尺度连接的合理性。建立了结构行为一致多尺度输电钢管塔模型,通过对比分析证明了多尺度模型的合理性。对输电塔可能遇到的大风、覆冰、断线三种极端气候工况进行了数值模拟,通过对数值模拟结果的分析,得到了不同工况下输电塔关键节点的失效模式,为高压输电钢管塔的设计和维修加固提供了可靠的依据。     

管桩-塔脚机械型连接接头及其轴向性能分析

为解决传统桩-塔脚现浇型连接接头存在的受拉性能差、施工周期长等问题，提出一种新型预应力混凝土高强管桩（Precast high-strength concrete pile，PHC） 管桩-塔脚机械型连接接头。先通过理论分析对新型连接接头中的圆筒和腹板最小厚度进行确定，再利用ABAQUS对其进行轴向性能有限元分析，并将其与传统现浇型连接接头进行对比。研究结果表明：当圆筒厚度为10 mm、腹板厚度为10 mm时，其能满足单项承载力要求、整体承载力要求及经济性要求。在受压荷载下，传统现浇型连接接头最终因塔脚全域受压屈曲而破坏；机械型连接接头最终因连接主体中的圆筒和腹板全域屈服而破坏，其可满足同型号管桩-塔脚的受压设计承载力要求，且可选择增大圆筒厚度和腹板厚度来提高整体受压承载力。在受拉荷载下，现浇型连接接头最终因预埋件中锚筋与混凝土锚固力不足而发生拔出破坏，拉伸位移均为预埋件刚体位移，连接接头具有很差的延性。机械型连接接头最终因啮合式连接接头中的连接销受拉变形过大而破坏，其受拉承载力远大于现浇型受拉承载力且具有较好的延性。