大学生结构设计大赛竹制山地输电塔模型优化
2021-09-18马文超郑国旭余明学谷镇超夏力库努尔肉孜买买提
中国管理信息化 2021年17期
马文超,刘 健,郑国旭,余明学,谷镇超,夏力库努尔·肉孜买买提
(新疆农业大学 水利与土木工程学院,乌鲁木齐 830052)
1 设计说明
1.1 方案构思
本届大学生结构设计竞赛赛题要求结构满足尺寸、高度规定的同时,还能够良好适应六种荷载工况,其中,一、二级加载对应实际情况不同工况下输电线布置方式对输电塔的影响,其中一级加载主要模拟的是对结构构件抗压和抗拉能力的检验,二级加载对结构的主要影响为扭转作用,这就要求输电塔具有较高的抗压、抗拉、抗扭转能力,同时还要具有良好的稳定性,避免主要构件被破坏和模型超出允许的范围,三级加载对应着水平荷载(如风荷载)。
1.2 结构方案
结构的设计思路包括以下三个方面:
(1)为减轻该结构整体自重,采用单个构件加竹皮组合的方法[1]。
(2)把竹片做成正方形筒,内部用竹皮做加劲肋,以提高杆件强度[2]。如图1。
(3)为保证该结构的节点不被破坏,先用竹竿边角料进行卡位,以防止杆件错动,再用竹皮进行缠绕加固。
1.3 结构特色
(1)结构选用格构立柱和桁架悬挑,其受力合理,形式美观。
(2)节点的特殊加固。根据Midas 软件分析结果,对不同受力情况的节点采用不同的加固方式,契合“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点弱构件”的设计理念。
(3)杆件的局部加强。根据Midas 软件分析,格构立柱、桁架悬挑和塔尖等不同部位受力情况不同。因此,在尽可能节省材料的前提下对模型局部做加强处理,保证了结构的整体稳定性和可靠性,实现“轻质高强”。……
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