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钢筋混凝土电杆的有限元分析

发布于:2016-05-08 18:56
有限元分析

      用无损检测方法,有效评价钢筋混凝土电杆的力学性能对于在役钢筋混凝土电杆和输电线路的安全有效运行具有重要意义。钢筋混凝土构件由混凝土和钢筋这两种性质不同的材料组合而成,因此在荷载的作用下结构反应相当复杂,尤其是在混凝土开裂后,其非线性行为表现得更加明显,用传统的结构力学方法很难模拟混凝土结构反应的实际情况。近年来人们将有限元法用于钢筋混凝土结构分析,但多数数值模型针对配筋规则,拉压分界明显的矩形梁,如Lou等进行了工字型和T字型钢筋混凝土简支梁在初始预应力下的数值模拟,Mercan等通过有限元分析,研究了构件类型、混凝土断裂能、抗张韧性、荷载分布及支撑表示方式等因素对外墙托梁模拟结果的影响,Gomes等总结了数值模拟分析钢筋混凝土的多种因素,并用矩形简支梁做算例,与试验结果对比,分析了荷载-挠度曲线、裂缝开展趋势等,Padmarajaiah通过数值模拟分析了预应力钢纤维混凝土矩形简支梁的抗弯强度,Oliveira等研究了钢筋混凝土梁中的钢筋与混凝土间的黏结滑移作用。尽管Kwon进行了三维钢筋混凝土实心圆柱的滞回曲线分析,但其与钢筋混凝土电杆这种中空薄壁、高钢筋配置密度的混凝土构件仍有很大差别,对于钢筋混凝土电杆力学行为的有限元分析也较少。
      本研究应用无损检测推定锥形钢筋混凝土电杆混凝土的力学性能,结合钢筋配筋情况,应用ANSYS有限元分析程序计算电杆的荷载-挠度关系和弯矩-应变关系,并与实测结果进行对比分析。
      试验用电杆为输电线路改造中换下来的旧锥形钢筋混凝土电杆,其几何参数和配筋状况见表。其中C3电杆为从一直径230mm、长15m电杆截取的上半截,因此C3电杆实际上是属于超量配筋的。电杆中混凝土强度按JGJ/T23-2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》检测推定,由于试验中电杆都是在支座附近的弯矩最大处开始破坏,故表中混凝土强度是对支座两边各50mm范围内检测推定的强度值。
      锥形钢筋混凝土电杆力学性能检测装置由台座、加载装置和自重消除装置3部分组成。台座用钢筋混凝土浇筑,成900mm和600mm 2个高度面,长度都为170mm。为便于观察裂缝,采用悬臂竖直向下施加荷载的方法进行试验,用液压千斤顶配合测力计加载,挠度用分度值为0.5mm的卷尺测量,支座位移用百分表测量.为消除电杆自重的影响,在电杆重心位置设置由千斤顶和测力计组成的自重消除装置。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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