PPT鋼材性質(zhì)與結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)綜述

1高等鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)理論論2010年9月26日2課程特特點(diǎn)實(shí)踐性性：從工程程實(shí)踐踐中發(fā)發(fā)現(xiàn)問(wèn)問(wèn)題，，總結(jié)結(jié)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)；綜合性性：綜合應(yīng)應(yīng)用各各種知知識(shí)解解決問(wèn)問(wèn)題；；創(chuàng)新性性：創(chuàng)造新新的技技術(shù)，，推動(dòng)動(dòng)工程程實(shí)踐踐發(fā)展展。3第一章章鋼鋼材性性質(zhì)與與結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系設(shè)計(jì)計(jì)綜述述1.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的核核心價(jià)價(jià)值1.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)工程程發(fā)展展的主主要四四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域1.3選用鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的基基本原原因和和附加加原因因1.4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的流流程1.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的驗(yàn)驗(yàn)算1.6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的概概念設(shè)設(shè)計(jì)：：1.6.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載載與作作用的的特點(diǎn)點(diǎn)1.6.2提高鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)承載載效率率的方方法1.6.3提高鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建造造和維維護(hù)工工作效效率的的方法法1.6.4提高鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)延性性的方方法1.7鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的創(chuàng)創(chuàng)新－－反向向平衡衡法蘭蘭的研研發(fā)41.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的核核心價(jià)價(jià)值：：承、、重比比高、、快速速施工工和延延性好好1）承載載能力力與重重量之之比高高（用用于主主體結(jié)結(jié)構(gòu)））傳統(tǒng)概概念：：強(qiáng)質(zhì)質(zhì)比，，針對(duì)對(duì)材料料新概念念：承承、重重比，，針對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)區(qū)別：：承載載能力力包含含材料料強(qiáng)度度因素素，也也包含含用此此種材材料做做成結(jié)結(jié)構(gòu)件件的幾幾何要要素，，如作作為梁梁、柱柱，鋼鋼材可可形成成高效效的截截面；；作為為樓板板，鋼鋼材難難以形形成適適用、、高效效（高高抗彎彎模量量、高高慣性性矩））的截截面。。2）工廠廠制作作，工工地螺螺栓連連接，，施工工周期期短i）工工廠廠制制作作（（成成形形、、焊焊接接、、涂涂裝裝））優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)高高效效ii）工工地地螺螺栓栓連連接接快快速速、、省省工工iii）充充分分利利用用時(shí)時(shí)間間與與空空間間交交叉叉特特性性，，節(jié)節(jié)約約工工期期51.1鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的核核心心價(jià)價(jià)值值：：輕輕質(zhì)質(zhì)、、快快速速和和延延性性好好3）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)延延性性好好i）在在極極限限荷荷載載與與作作用用下下可可進(jìn)進(jìn)行行內(nèi)內(nèi)力力重重分分布布ii）可可耗耗能能減減振振4）為為實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)核核心心價(jià)價(jià)值值應(yīng)應(yīng)解解決決的的問(wèn)問(wèn)題題i）穩(wěn)穩(wěn)定定問(wèn)問(wèn)題題ii）銹銹蝕蝕問(wèn)問(wèn)題題iii）防防火火問(wèn)問(wèn)題題61.2鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工程程發(fā)發(fā)展展的的主主要要四四個(gè)個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域域及及原原因因1、單單層層輕輕鋼鋼廠廠房房及及倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)工程程受受力力特特點(diǎn)點(diǎn)：：表表面面活活荷荷載載小小，，跨跨度度大大工程程外外形形特特點(diǎn)點(diǎn)：：簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化71.2鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工程程發(fā)發(fā)展展的的主主要要四四個(gè)個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域域及及原原因因大眾眾汽汽車車三三期期工工程程山東東省省日日照照市市雙雙禾禾家家紡紡輕輕鋼鋼車車間間某輕輕鋼鋼廠廠房房現(xiàn)代代輕輕型型鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)———廠房房81.2鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工程程發(fā)發(fā)展展的的主主要要四四個(gè)個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域域及及原原因因2、大大跨跨度度公公共共建建筑筑屋屋面面工程程受受力力特特點(diǎn)點(diǎn)：：表表面面活活荷荷載載小小，，跨跨度度大大工程外形形特點(diǎn)：：造型復(fù)復(fù)雜多變變代表建筑筑物江寧體育育場(chǎng)詳見(jiàn)幻燈燈片10上海浦東東國(guó)際機(jī)機(jī)場(chǎng)詳見(jiàn)幻燈燈片11上海新國(guó)國(guó)際博覽覽中心詳見(jiàn)幻燈燈片12南京奧林林匹克體體育中心心詳見(jiàn)幻燈燈片13國(guó)家體育育場(chǎng)的“鳥(niǎo)巢”方案詳見(jiàn)幻燈燈片1491.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因江寧體育育場(chǎng)大跨度公共建筑筑101.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因9大跨度公共建筑筑上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)111.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因大跨度公共建筑筑上海新國(guó)際博覽中心121.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因大跨度公共建筑筑

南京奧體中心主場(chǎng)館的整體雄姿131.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因大跨度公共建筑筑2008奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)方案141.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因3、超高層層建筑工程受力力特點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)水水平荷載載與作用用和高度度的平方方成正比比，結(jié)構(gòu)構(gòu)的豎向向力作用用與水平平力作用用有耦連連放大之之勢(shì)。代表建筑筑物上海金貿(mào)貿(mào)大廈詳見(jiàn)幻燈燈片16浦東國(guó)際際金融大大廈詳見(jiàn)幻燈燈片17北京京廣廣中心詳見(jiàn)幻燈燈片17深圳地王王大廈詳見(jiàn)幻燈燈片18廣州中信信大廈詳見(jiàn)幻燈燈片19151.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因1998年金茂茂大廈88層420m混凝土核核心筒:鋼巨型外外伸桁架架,鋼骨混凝凝土巨型型柱超高層建筑161.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因超高層建筑浦東國(guó)際金融大廈226m高，56層，12萬(wàn)m2，2000年竣工。北京京廣中心208m高，52層171.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因超高層建筑1996年：深圳圳地王大大廈混凝土核核心筒，，鋼框架架81層，384m高，14.7萬(wàn)m2，用鋼量量為24500T。181.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因超高層建筑深圳發(fā)展中心大廈廣州中信大廈廣州中信大廈華南第一高樓，391m高，80層。191.2鋼結(jié)構(gòu)工工程發(fā)展展的主要要四個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域及原原因4、高聳結(jié)結(jié)構(gòu)工程受力力特點(diǎn)同同超高層層建筑代表建筑筑物（結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)創(chuàng)意，，結(jié)構(gòu)形形式，特特點(diǎn)）佛山廣播播電視塔塔（230m高）詳見(jiàn)幻燈燈片20黑龍江廣廣播電視視塔（336m高）詳見(jiàn)幻燈燈片22林芝電視視塔（（103m高）詳見(jiàn)幻燈燈片22臨沂電視視塔（（326m高）詳見(jiàn)幻燈燈片22海南電視塔詳見(jiàn)幻燈片22河南電視塔（（388m高）詳見(jiàn)幻燈片22201.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)230m高佛山廣播電視塔211.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)黑龍江廣播電電視塔被稱為為龍塔，坐落落在哈爾濱高高新技術(shù)開(kāi)發(fā)發(fā)區(qū)，高度為為336米，亞洲第一一鋼塔。電視視塔集廣播電電視發(fā)射、旅旅游觀光、廣廣告?zhèn)鞑?、餐餐飲娛?lè)、科科技樂(lè)園、無(wú)無(wú)線通訊、環(huán)環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)測(cè)等多種綜合合性功能于一一身，成為素素有“東方莫斯科”美譽(yù)的北國(guó)名名城哈爾濱市市乃至黑龍江江省新的標(biāo)志志性景觀。黑龍江電視塔塔221.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)西藏林芝多功功能電視塔建建于具有“西西藏江南”之之稱的林芝市市，塔高103米。該塔既具具有電視發(fā)射射功能，又兼兼有旅游觀光光功能。林芝芝電視塔塔身身由36根筆直的鋼管管在空中巧妙妙地組合成雙雙曲拋物面，，充分體現(xiàn)了了現(xiàn)代建筑優(yōu)優(yōu)美而獨(dú)特的的造型風(fēng)格；；其內(nèi)由壓型型鋼板和采光光板構(gòu)成的正正十六邊形井井道，玲瓏剔剔透，與外塔塔身配合相得得益彰。林芝電視塔231.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)臨沂電視塔總總高326米，塔頂天線線段總高98米。塔樓總體呈筆筆頭狀；塔身身沿漸開(kāi)線狀狀桁架向下有有一些不銹鋼鋼索，使塔身身像一架豎琴琴，給人以音音樂(lè)的美感。。塔座為多層層建筑，平面面為漸開(kāi)線狀狀，立面由內(nèi)內(nèi)向外逐漸降降低，恰似舒舒展的竹簡(jiǎn)。。最奇妙的是是竹簡(jiǎn)形幕墻墻上的窗洞大大小參差，疏疏密有致，細(xì)細(xì)看能品位出出書(shū)法作品那那種出神入化化的韻味。臨沂電視塔241.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)海南電視塔方方案由900個(gè)立方體鋼框框架構(gòu)成，四四翼呈螺旋狀狀收縮上升，，塔座平面布布局呈風(fēng)車狀狀，塔樓根據(jù)據(jù)需要，采用用玻璃幕墻對(duì)對(duì)立方體框架架進(jìn)行封閉，，形成鑲嵌在在金屬框架中中晶瑩剔透的的寶石。海南電視塔方方案251.2鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)發(fā)展的主要四四個(gè)領(lǐng)域及原原因高聳結(jié)構(gòu)河南省廣播電電視發(fā)射塔總總高388m,由塔身結(jié)構(gòu)、、塔樓結(jié)構(gòu)及及桅桿結(jié)構(gòu)等等組成。塔身身由內(nèi)筒及外外筒組成,采用全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)。外筒由10根桉葉糖形鋼鋼管塔柱構(gòu)成成。河南電視塔261.3選用鋼結(jié)構(gòu)的的基本原因和和附加原因1）基本原因：：活荷載與全部部豎向荷載之之比越小，采采用鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)優(yōu)越性更大；；2）附加原因：：i）跨度大，結(jié)結(jié)構(gòu)效應(yīng)放大大系數(shù)大ii）地震烈度大大iii）軟土地基IV）勞動(dòng)力價(jià)格格高V）造型復(fù)雜271.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的的流程圖1-1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程圖

前期準(zhǔn)備，調(diào)調(diào)查研究概念設(shè)計(jì)和結(jié)結(jié)構(gòu)布置施工圖設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)281.5鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的的內(nèi)容圖1-2鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算內(nèi)容圖291.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)1.6.1鋼結(jié)構(gòu)荷載與與作用的特點(diǎn)點(diǎn)1）風(fēng)荷載i）陣風(fēng)系數(shù)βgz（計(jì)算墻、梁梁）和風(fēng)振振系數(shù)βz（計(jì)算主體結(jié)結(jié)構(gòu)）ii）風(fēng)荷載的方方向及其與重重力荷載的組組合以及產(chǎn)生生的結(jié)構(gòu)效應(yīng)應(yīng)2）冰雪荷載：：條件、取值值和導(dǎo)向3）溫度作用：：整體尺度，，平衡點(diǎn)；分析相對(duì)溫差差，釋放溫差差效應(yīng)，初始始溫度控制及及溫差效應(yīng)的的選取4）地震作用減輕附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)延性性減少地震作用用效應(yīng)增大結(jié)構(gòu)阻尼尼5）荷載與結(jié)構(gòu)構(gòu)的變異301.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)1.6.2提高鋼結(jié)構(gòu)承承載效率的方方法1）使盡可能多多的構(gòu)件處于于均布和簡(jiǎn)單單應(yīng)力狀態(tài)（（如桁架，拱拱，索結(jié)構(gòu)等等）2）均衡發(fā)揮結(jié)結(jié)構(gòu)整體效應(yīng)應(yīng)：如對(duì)高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的筒中筒筒，外筒與內(nèi)內(nèi)筒共同抗彎彎，但若外筒筒柱長(zhǎng)細(xì)比加加大，則不能能與內(nèi)筒共同同抗彎，要用用桁架法解決決共同抗彎問(wèn)問(wèn)題。3）傳力直接例1）龍門(mén)吊提升升支架柱的連連接法蘭圖。。柱的壓力通過(guò)過(guò)局部承壓直直線傳遞（不通過(guò)法蘭蘭板抗彎及焊焊縫傳遞）龍門(mén)吊提升支支架柱的連接接法蘭圖311.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)龍門(mén)吊提升支支架大梁連接接圖例2）龍門(mén)吊提升升支架大梁連連接圖。梁上翼緣壓力力通過(guò)局部承承壓直線傳遞遞（不通過(guò)高高強(qiáng)螺栓抗剪剪傳遞）例3）高強(qiáng)螺栓直直接張拉法提高螺栓強(qiáng)度度20%321.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)4）利用各種可可能的因素傳傳遞內(nèi)力例：利用柱腳腳次彎矩產(chǎn)生生的柱腳局部部彎曲壓應(yīng)力力產(chǎn)生剪力抗抗剪，取消抗抗剪鍵。5）區(qū)別不同受受力類別和比比例，分別確確定穩(wěn)定控制制條件和驗(yàn)算算方法。例：對(duì)軸壓柱柱，徑厚比限限定小于100；對(duì)于主要受受彎管結(jié)構(gòu)，，徑厚比超過(guò)過(guò)100~250之間，可對(duì)強(qiáng)強(qiáng)度作折減。。331.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)6）通過(guò)研究明明確結(jié)構(gòu)傳力力途徑例：法蘭板受受壓，法蘭板板受拉。法蘭連接示意意法蘭板計(jì)算341.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)6）通過(guò)研究明明確結(jié)構(gòu)傳力力途徑例：外法蘭受受彎，內(nèi)法蘭蘭受彎。外法蘭盤(pán)內(nèi)法蘭盤(pán)351.6鋼結(jié)構(gòu)概念設(shè)設(shè)計(jì)1.6.3提高鋼結(jié)構(gòu)建建造和維護(hù)工工作效率的方方法1）基本方法：：工廠制造，，工地螺栓連連接2）工廠成型，，焊接有專用用設(shè)備，優(yōu)質(zhì)質(zhì)高效，檢驗(yàn)驗(yàn)嚴(yán)格，還可可消除部分內(nèi)內(nèi)應(yīng)力3）工廠制作完完噴砂后作防防腐蝕涂層，，工地螺栓連連接保護(hù)涂層層完好，提高高結(jié)構(gòu)耐久性性4）工地螺栓連連接省時(shí)、省省工，內(nèi)應(yīng)力力小5）螺栓連接特特殊問(wèn)題的處處理：i）螺栓連接的的位置選擇a）考慮構(gòu)件制制造、運(yùn)輸、、安裝單元?jiǎng)潉澐?；b）考慮安裝設(shè)設(shè)備及安裝工工藝c）考慮內(nèi)力較較小位置d）考慮節(jié)約約用鋼量e）對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)力較小而而變異較大大的構(gòu)件采采用均衡設(shè)設(shè)計(jì)法361.6鋼結(jié)構(gòu)概念念設(shè)計(jì)ii）螺栓連接接與工地焊焊接的適當(dāng)當(dāng)互補(bǔ)a）螺栓為焊焊縫作定位位保證b）焊接用于于翼緣受力力直接、高高效，無(wú)突突出物。c）螺栓要與與焊縫共同同受力須為為高強(qiáng)螺栓栓iii）螺栓的防防松a）普通螺栓栓應(yīng)要求在在荷載頻遇遇值下不滑滑動(dòng)。（預(yù)預(yù)拉力取1/3P）b）普通螺栓栓用雙螺母母或扣緊螺螺母防松c）受剪、受受拉高強(qiáng)螺螺栓靠預(yù)應(yīng)應(yīng)力防松d）受疲勞拉拉、壓交變變力的高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連接接使用長(zhǎng)螺螺桿，直接接張拉法施施工防松松371.6鋼結(jié)構(gòu)概念念設(shè)計(jì)1.6.4提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)延性的措措施1）保證材料料延性和沖沖擊韌性參數(shù)：延性性，沖擊韌韌性，厚度度，Z向性能，雜雜質(zhì)含量2）避免外形形突然變化化或銳角交交叉3）避免焊縫縫三向交叉叉及大量集集中4）連接配置置剛?cè)嵯酀?jì)濟(jì)，減少安安裝應(yīng)力5）用滑移，，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)造成可控控的延性變變形例：高強(qiáng)螺螺栓由摩擦擦型向承壓壓型轉(zhuǎn)換過(guò)過(guò)程及其應(yīng)應(yīng)用38長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)①概概念念按照照控控制制梁梁上上塑塑性性鉸鉸的的原原則則,采用用長(zhǎng)長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)作作為為抗抗震震延延性性節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。。所所謂謂變變型型性性,是指指在在加加載載過(guò)過(guò)程程中中,連接接節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓由由摩摩擦擦型型變變成成承承壓壓型型這這種種性性能能。。節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的翼翼緣緣與與腹腹板板均均采采用用螺螺栓栓連連接接,螺栓栓孔孔開(kāi)開(kāi)成成長(zhǎng)長(zhǎng)圓圓形形,通過(guò)過(guò)螺螺栓栓的的滑滑動(dòng)動(dòng)來(lái)來(lái)增增加加節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的延延性性變變形形能能力力。。39長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)②試驗(yàn)驗(yàn)概概況況i）試試驗(yàn)驗(yàn)對(duì)對(duì)象象試驗(yàn)驗(yàn)對(duì)對(duì)象象為為鋼鋼框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中帶帶懸懸臂臂梁梁段段的的梁梁柱柱剛剛接接節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，，其其中中柱柱截截面面為為HN800××300,通過(guò)過(guò)支支座座及及錨錨栓栓固固定定在在試試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)上上,梁截截面面為為HM600××300。對(duì)4個(gè)試試件件進(jìn)進(jìn)行行循循環(huán)環(huán)加加載載,其中中1個(gè)為為對(duì)對(duì)比比試試件件,3個(gè)為為優(yōu)優(yōu)化化試試件件。。對(duì)對(duì)比比試試件件節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)連連接接采采用用實(shí)實(shí)際際工工程程中中應(yīng)應(yīng)用用較較多多翼翼緣緣完完全全焊焊透透的的坡坡口口對(duì)對(duì)接接焊焊,腹板板用用螺螺栓栓連連接接。。而而優(yōu)優(yōu)化化試試件件采采用用的的是是長(zhǎng)長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓連連接接節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，，長(zhǎng)長(zhǎng)圓圓孔孔長(zhǎng)長(zhǎng)軸軸方方向向是是沿沿梁梁的的軸軸線線方方向向，，構(gòu)構(gòu)件件在在連連接接處處接接觸觸面面處處理理方方法法為為噴噴砂砂后后生生赤赤銹銹。。40長(zhǎng)圓圓孔孔變變型型性性高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)ii）試試驗(yàn)驗(yàn)加加載載點(diǎn)點(diǎn)與與測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布布置置采用用液液壓壓千千斤斤頂頂在在梁梁端端加加勁勁肋肋處處施施加加循循環(huán)環(huán)荷荷載載P,上下下2個(gè)千千斤斤頂頂分分別別加加載載。。為為了了防防止止試試件件發(fā)發(fā)生生整整體體失失穩(wěn)穩(wěn),在梁梁的的兩兩側(cè)側(cè)各各設(shè)設(shè)置置1個(gè)側(cè)側(cè)向向支支撐撐。。為了了測(cè)測(cè)量量梁梁的的變變形形及及塑塑性性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角,在梁梁上上C1、C2、C3、C4位置置布布置置測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn),每個(gè)個(gè)測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)處處都都布布置置電電子子位位移移計(jì)計(jì)。。為為測(cè)測(cè)量量加加載載過(guò)過(guò)程程中中節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處處的的應(yīng)應(yīng)力力,在拼拼接接板板上上粘粘貼貼了了電電阻阻應(yīng)應(yīng)變變片片。。加載點(diǎn)及及測(cè)點(diǎn)布布置圖iii）加載制制度采用低周周反復(fù)加加載模式式,即在每級(jí)級(jí)荷載下下按靜力力荷載試試驗(yàn)的模模式加載載和卸載載,再反向加加卸載進(jìn)進(jìn)行低周周循環(huán)。。41長(zhǎng)圓孔變變型性高高強(qiáng)螺栓栓節(jié)點(diǎn)③試驗(yàn)現(xiàn)象象彈性階段段：4個(gè)試件加加載中均均無(wú)聲音音發(fā)出,試件幾乎乎沒(méi)有任任何變形形。塑性階段段：對(duì)比比試件在在加載中中逐漸聽(tīng)聽(tīng)見(jiàn)細(xì)微微的響聲聲,最終剖口口處的腹腹板與翼翼緣連接接處出現(xiàn)現(xiàn)斷裂（（圖a）。3個(gè)優(yōu)化試試件,隨著循環(huán)環(huán)荷載的的增大,翼緣拼接接板出現(xiàn)現(xiàn)彎曲變變形（圖圖b），并在在加載過(guò)過(guò)程中伴伴隨著數(shù)數(shù)聲巨響響,翼緣的上上下兩塊塊拼接板板發(fā)生錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)。最最終翼緣緣連接板板屈曲,梁端變形形過(guò)大,試件發(fā)生生扭轉(zhuǎn),停止加載載。在試試驗(yàn)結(jié)束束之后觀觀察,螺栓在連連接板上上留下的的滑移痕痕跡非常常明顯（（圖c）。圖a圖c圖b42長(zhǎng)圓孔變變型性高高強(qiáng)螺栓栓節(jié)點(diǎn)④試驗(yàn)結(jié)果果與分析析i）滯回性性能對(duì)比試件件的滯回曲曲線呈紡紡錘型,無(wú)捏攏現(xiàn)現(xiàn)象,而優(yōu)化試試件的滯滯回曲線線基本成成平行四四邊形,滯回環(huán)所所包含的的面積較較大,說(shuō)明具有有較好的的耗能能能力。試件滯回回曲線圖圖43長(zhǎng)圓孔變變型性高高強(qiáng)螺栓栓節(jié)點(diǎn)ii）塑性轉(zhuǎn)角角對(duì)比試件件的塑性性轉(zhuǎn)角只只達(dá)到0.0204rad,而3個(gè)優(yōu)化試試件的塑塑性轉(zhuǎn)角角都大于于0.05rad,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)過(guò)了0.03rad（FEMA臨時(shí)指南南要求剛剛性連接接試件在在破壞時(shí)時(shí)的塑性性轉(zhuǎn)角））,抗震性能能得到大大幅提高高。梁端塑性性轉(zhuǎn)角表表注：θp是指梁端端塑性位位移除以以梁的長(zhǎng)長(zhǎng)度。iii）延性3個(gè)優(yōu)化試試件節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的位移移延性系系數(shù)達(dá)到到對(duì)比試試件的2～3倍,延性變形形能力有有較大的的提高。。延性系數(shù)數(shù)表注：位移移延性系系數(shù)μ根據(jù)C4點(diǎn)的極限限位移Δu與屈服位位移Δy(梁截面進(jìn)進(jìn)入塑性性或螺栓栓滑移時(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)的的位移)之比來(lái)確確定。44長(zhǎng)圓孔變變型性高高強(qiáng)螺栓栓節(jié)點(diǎn)iv）耗能能力力試件的能能量耗散散能力用用能量耗耗散系數(shù)數(shù)E表示。對(duì)比試件件隨著構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入入塑性,能量耗散散系數(shù)E逐漸增大大,最終破壞壞時(shí)耗散散系數(shù)達(dá)達(dá)到1.45。而優(yōu)化化試件的的能量耗耗散系數(shù)數(shù)都是先先增大后后減小,進(jìn)入塑性性之后,通過(guò)螺栓栓的滑移移,構(gòu)件的耗耗能能力力有了明明顯的提提升,在塑性階階段,3個(gè)構(gòu)件的的能量耗耗散系數(shù)數(shù)分別達(dá)達(dá)到2.33、2.01、1.94。E-Δ關(guān)系曲線線圖45反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程反向平衡衡法蘭極極限承載載力試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康牡腉J2說(shuō)明、試試驗(yàn)現(xiàn)象象及結(jié)果果分析液壓張拉拉器研制制調(diào)兵山風(fēng)風(fēng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)塔筒實(shí)實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)體安裝裝實(shí)測(cè)目的的安裝階段段實(shí)測(cè)發(fā)電200小時(shí)后實(shí)實(shí)測(cè)反向平衡衡法蘭疲疲勞試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康牡腉J1說(shuō)明、試試驗(yàn)現(xiàn)象象及結(jié)果果分析結(jié)論1.7鋼結(jié)構(gòu)的的創(chuàng)新－－反向平平衡法蘭蘭的研發(fā)發(fā)461.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程厚型鍛造造法蘭優(yōu)點(diǎn)：焊縫少，，抗疲勞勞性能好好，法蘭剛度度大。缺點(diǎn)：造價(jià)太高高，端面面要銑平平，材料用量量大，螺螺孔偏差差不易處理。。①47厚型鍛造造法蘭雙雙層法法蘭優(yōu)點(diǎn)：螺栓直徑徑減小，，數(shù)量增增多以改改善手工操作作條件，，并減小小法蘭板板尺寸及跨度度，從而而減小法法蘭板厚厚度，減少用鋼鋼量。缺點(diǎn)：焊接工作作量增大大較多，，部分焊焊縫有施工干干擾；端端面銑平平加工量量仍較大（無(wú)無(wú)改善））。②1.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程48厚型鍛造造法蘭雙雙層法法蘭反反向法蘭蘭優(yōu)點(diǎn)：1）取消下下法蘭板板后焊接接工作量量減少，且加加勁板的的焊接不不受下法法蘭板的阻擋擋，質(zhì)量量易于保保證；2）銑平加加工僅對(duì)對(duì)鋼管端端面，工工作量大為減少少；3）用鋼量量比雙層層法蘭減減少；4）保持螺螺栓加預(yù)預(yù)拉力便便利的特特點(diǎn)，從而抗疲疲勞性能能及維護(hù)護(hù)性能不不變。③1.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程49缺點(diǎn)：反向法蘭蘭中加勁勁板與鋼鋼管連接接焊縫的的彎曲作作用很大大，除了了要增加加加勁板板長(zhǎng)度外外，還會(huì)會(huì)對(duì)鋼管管端部區(qū)區(qū)域產(chǎn)生生較大的的徑向壓壓力。由由于這部部分徑向向壓力缺缺少環(huán)狀狀下層法法蘭的平平衡，故故在鋼管管端部引引起很大大的環(huán)向向拉應(yīng)力力。若要要減小這這一環(huán)向向拉應(yīng)力力，則要要加長(zhǎng)法法蘭的加加勁板，，加勁板板長(zhǎng)了，，螺栓也也要加長(zhǎng)長(zhǎng)，用鋼鋼量又會(huì)會(huì)上升。。厚型鍛造造法蘭雙雙層法法蘭反反向法蘭蘭③1.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程50厚型鍛造造法蘭雙雙層法法蘭反反向法蘭蘭反反向平平衡法蘭蘭優(yōu)點(diǎn)：1）螺栓直直徑小，，長(zhǎng)度適適當(dāng)，可可精確控控制預(yù)預(yù)拉力值值從而達(dá)達(dá)到抗疲疲勞和免免維護(hù)功功能（功功能比厚厚型鍛鑄鑄法蘭提提高）；；2）螺栓操操作間距距不受加加勁板影影響，螺螺栓布布置細(xì)密密緊湊，，法蘭板板減薄；；④1.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程51優(yōu)點(diǎn)：3）減小鋼鋼材20%以上，同同時(shí)降低低法蘭部部分每噸噸成品單單價(jià)60%；4）端銑銑加工面面減少；；5）對(duì)管壁壁無(wú)不利利作用；；6）焊接量量較少，，焊接便便利；7）已有適適當(dāng)工藝藝措施保保證接觸觸面質(zhì)量量。1.7.1反向平衡衡法蘭創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程厚型鍛造造法蘭雙雙層法法蘭反反向法蘭蘭反反向平平衡法蘭蘭④521.7.2反向平衡衡法蘭極極限承載載力試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康牡呐袛喾聪蛳蚱胶夥ǚㄌm節(jié)點(diǎn)點(diǎn)在設(shè)計(jì)計(jì)荷載情情況下是是否滿足受力力要求對(duì)法蘭節(jié)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力力、變形形做出評(píng)評(píng)估法蘭節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的失效效模式及及極限承承載力為設(shè)計(jì)提提供參考考依據(jù)，，并根據(jù)據(jù)需要對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)提提出改進(jìn)意見(jiàn)見(jiàn)531.7.2反向平衡衡法蘭極極限承載載力試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)說(shuō)明明——標(biāo)高15.92m～57.92m段1:3模型GJ2節(jié)點(diǎn)管壁外徑×厚度(mm)加勁板高度×厚度(mm)法蘭板寬度×厚度(mm)螺栓個(gè)數(shù)螺栓直徑螺栓預(yù)緊力(kN)鋼管面積比鋼管慣性矩比螺栓預(yù)緊力比縮尺模型FL2897×447×742×872M1240111FL31074×547×742×8108M1240111實(shí)際構(gòu)件FL22690×12140×18120×2572M303558.9980.98.9FL33222×16140×18120×25108M303559.686.38.9541.7.2反向平衡衡法蘭極極限承載載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2說(shuō)明——加工圖紙紙F(tuán)L3FL2551.7.2反向平衡衡法蘭極極限承載載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2說(shuō)明——測(cè)試方方案3-3截面處處應(yīng)變變片(S1~S3)6-6截面處處應(yīng)變變片(S4~S6)節(jié)點(diǎn)根根部1-1截面處處應(yīng)變變花(T1~T3)節(jié)點(diǎn)外外2-2截面處處應(yīng)變變花(T4~T6)節(jié)點(diǎn)根根部4-4截面處處應(yīng)變變花(T7~T19)節(jié)點(diǎn)外外5-5截面處處應(yīng)變變花(T10~T12)合計(jì)：：6片應(yīng)變變片，，12個(gè)應(yīng)位移測(cè)測(cè)試：：WY1~WY3合計(jì)：：3個(gè)位移移計(jì)561.7.2反向平平衡法法蘭極極限承承載力力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2說(shuō)明——加載方方案GJ2節(jié)點(diǎn)FL2和FL3的設(shè)計(jì)計(jì)彎矩矩荷載載值對(duì)對(duì)應(yīng)的的千斤斤頂?shù)牡呢Q向向加載載值為為P=46KN。1:3縮尺后后，為為保證證截面面縮尺尺后的的應(yīng)力力分布布及應(yīng)應(yīng)力水水平和和實(shí)際際構(gòu)件件一致致，縮縮尺構(gòu)構(gòu)件上上的作作用力力、亦亦應(yīng)按按比例例減小小。FL3FL2所以：：571.7.2反向平平衡法法蘭極極限承承載力力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2說(shuō)明——加載方方案臥式加載加載分兩個(gè)個(gè)階段：第一階段，，分級(jí)加載載到1.2倍設(shè)計(jì)荷載載(1.2x46=55kN)，然后卸載；；第二階段，，分級(jí)加載載，直至試試件破壞。。581.7.2反向平衡法法蘭極限承承載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2試驗(yàn)現(xiàn)象及及結(jié)果分析析三個(gè)位移測(cè)測(cè)點(diǎn)荷載-位移曲線1.2倍設(shè)計(jì)荷載載作用下，，鋼管和法法蘭節(jié)點(diǎn)的的剛度沒(méi)有有發(fā)生突變變。卸載時(shí)時(shí)各位移測(cè)測(cè)點(diǎn)位移均均基本回彈彈至初始位位置，整個(gè)個(gè)試件處于于彈性狀態(tài)態(tài)。1.52倍設(shè)計(jì)荷載載時(shí)，鋼管管局部屈曲曲先于法蘭蘭節(jié)點(diǎn)破壞壞，說(shuō)明法法蘭節(jié)點(diǎn)強(qiáng)強(qiáng)度足夠，，具備了相相當(dāng)?shù)陌踩珒?chǔ)備。1.52倍設(shè)計(jì)荷載載時(shí)，距FL3節(jié)點(diǎn)根部3.5m處受壓區(qū)鋼鋼管發(fā)生局局部失穩(wěn)。。該截面所所受彎矩為為775.4kN.m，為規(guī)范計(jì)計(jì)算所得鋼鋼管抗彎承承載力(739.6kN.m)的1.05倍。591.7.2反向平衡法法蘭極限承承載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2試驗(yàn)現(xiàn)象及及結(jié)果分析析鋼管截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力601.7.2反向平衡法法蘭極限承承載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2試驗(yàn)現(xiàn)象及及結(jié)果分析析FL2節(jié)點(diǎn)法蘭段段內(nèi)鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力FL2節(jié)點(diǎn)法蘭段段外鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力T7~T9測(cè)點(diǎn)在法蘭蘭螺栓預(yù)緊緊力施加之之后布置，，其應(yīng)變值值反映的是該點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)變的的變化量。。卸載時(shí)，，基本上線線性變化回回歸至初始狀態(tài)，，可知鋼材材處于彈性性階段。611.7.2反向平衡法法蘭極限承承載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2試驗(yàn)現(xiàn)象及及結(jié)果分析析FL3節(jié)點(diǎn)法蘭段段內(nèi)鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力FL3節(jié)點(diǎn)法蘭段段外鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力T1~T3測(cè)點(diǎn)在法蘭蘭螺栓預(yù)緊緊力施加之之后布置其其應(yīng)變值反反映的是該點(diǎn)的應(yīng)變變的變化量量。卸載時(shí)時(shí)，基本上上線性變化化回歸至初初始狀態(tài)，，可知鋼材處處于彈性階階段。試件上下各各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)變隨荷載載增加而增增加，呈線線彈性變化化趨勢(shì)。加載至1.2倍設(shè)計(jì)荷載載時(shí)，最大大Von-mises應(yīng)力289.9MPa發(fā)生在T6點(diǎn)，所有試驗(yàn)測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力均均小于材料料屈服強(qiáng)度度。621.7.2反向平衡法法蘭極限承承載力試驗(yàn)驗(yàn)GJ2試驗(yàn)現(xiàn)象及及結(jié)果分析析FL3節(jié)點(diǎn)法蘭段段內(nèi)鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力FL3節(jié)點(diǎn)法蘭段段外鋼管同同一截面測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力T1在0.87倍設(shè)計(jì)荷載載時(shí)應(yīng)力不不再隨荷載載增加而增增加，T1附近T4的荷載-應(yīng)力曲線也也出現(xiàn)了拐拐點(diǎn)，說(shuō)明明此時(shí)FL3節(jié)點(diǎn)受拉區(qū)區(qū)最外邊的鋼管壁壁已經(jīng)不再再是受壓頂頂緊狀態(tài)，，但從外觀觀上鋼管壁壁仍然貼緊并無(wú)脫開(kāi)開(kāi)跡象。0.87倍設(shè)計(jì)荷載載已大于荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值，出現(xiàn)這這種現(xiàn)象可能原原因是縮尺尺模型太小小，預(yù)拉力力施加不足足。631.7.3液壓張拉器器研制規(guī)范背景1）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第7.2.2條規(guī)定，高高強(qiáng)螺栓預(yù)預(yù)拉力所以用扭矩矩對(duì)高強(qiáng)螺螺栓施加預(yù)預(yù)拉力使高高強(qiáng)螺栓的的預(yù)拉力值以及承承載能力值值降低2）扭矩、扭扭矩系數(shù)是是手段，最最終目的及及檢驗(yàn)手段段的標(biāo)準(zhǔn)仍仍為預(yù)拉力值的的正確與否否；3）目前施工工驗(yàn)收規(guī)范范對(duì)預(yù)拉力力值的允許許偏差較大大；(如M30，10.9級(jí)螺栓預(yù)拉拉力范圍為為325~390kN，偏差為-8％~9.9％）4）目前施工工驗(yàn)收規(guī)范范對(duì)扭矩系系數(shù)的允許許相對(duì)誤差差在±15％左右。641.7.3液壓張拉器器研制液壓張拉器器的特點(diǎn)一、液壓張張拉高強(qiáng)螺螺栓可以達(dá)達(dá)到相當(dāng)大大的預(yù)拉力力。對(duì)于大大直徑高強(qiáng)強(qiáng)螺栓栓，與用扭扭矩扳手相相比，明顯顯降低工人人勞動(dòng)強(qiáng)度度。（如M30，10.9級(jí)，扭矩T=1.76kN??m）二、與不同同的夾具配配套使用，，可解決緊緊固高強(qiáng)螺螺栓時(shí)工具具本身的固固定問(wèn)題：：1.無(wú)加勁法蘭蘭高強(qiáng)螺栓栓連接，加加“””形支架固固定張拉器器；2.有加勁肋法法蘭高強(qiáng)螺螺栓連接，，直接將拉拉力器壓在在加勁板上上；651.7.3液壓張拉器器研制液壓張拉器器的特點(diǎn)3.支架與螺桿桿的靈活多多變。661.7.3液壓張拉器器研制液壓張拉器器的應(yīng)用范范圍1）鍍鋅高強(qiáng)強(qiáng)螺栓；2）僅扭矩系系數(shù)過(guò)期，，其它性能能符合標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的高強(qiáng)螺螺栓；3）重復(fù)使用用多次的高高強(qiáng)螺栓；；4）剛接柱基基施加預(yù)拉拉力的錨栓栓；5）一般高強(qiáng)強(qiáng)螺栓。671.7.3液壓張拉器器研制動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)681.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)實(shí)體安裝安裝中段準(zhǔn)準(zhǔn)備中段反向平平衡法蘭對(duì)對(duì)接691.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)實(shí)體安裝安裝上段試驗(yàn)塔筒安安裝成功701.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)目的測(cè)量反向平平衡法蘭高高強(qiáng)螺栓使使用液壓張拉器后螺螺栓的應(yīng)力力狀況，張張拉操作中預(yù)拉力損損失以及螺螺桿剪應(yīng)力力大小及方向測(cè)量使用電電動(dòng)扭矩扳扳手或使用用手動(dòng)加力扳手時(shí)，，螺栓達(dá)到到設(shè)計(jì)預(yù)拉拉力值以及螺桿剪應(yīng)應(yīng)力大小及及方向測(cè)量風(fēng)機(jī)發(fā)發(fā)電200小時(shí)后風(fēng)機(jī)機(jī)塔筒法蘭蘭螺栓拉應(yīng)應(yīng)力變化狀狀況測(cè)量法蘭加加勁板平衡衡面頂緊處處應(yīng)力711.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)安裝階段實(shí)實(shí)測(cè)721.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)安裝階段實(shí)實(shí)測(cè)采點(diǎn)次數(shù)A-3C-1備注螺栓拉應(yīng)力MPa平衡面附近壓應(yīng)力1--8702278-225469.3-46.4-0.0992--9282507-241油壓500516.4-49.6-0.0963--9882715-291559.3-59.9-0.1074--10402780-278油壓570572.7-57.3-0.1005--10562928-267擰緊603.2-55.0-0.0916--9012390-223卸壓492.3-45.9-0.0937--15151892-201張拉松動(dòng)螺栓后，扳手?jǐn)Q緊389.8-41.4-0.106預(yù)拉力損失14.0%預(yù)應(yīng)力損失失后接近設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)拉力注：M30螺栓設(shè)計(jì)預(yù)預(yù)拉力355kN對(duì)應(yīng)拉應(yīng)力力為502MPa731.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)安裝階段實(shí)實(shí)測(cè)采點(diǎn)次數(shù)螺栓拉應(yīng)力MPa平衡面附近壓應(yīng)力1469.3-46.4-0.0992516.4-49.6-0.0963559.3-59.9-0.1074572.7-57.3-0.1005603.2-55.0-0.0916492.3-45.9-0.0937389.8-41.4-0.106實(shí)測(cè)時(shí)單側(cè)側(cè)螺栓施加加預(yù)緊力，，平衡面附附近壓應(yīng)力力隨著螺栓栓拉應(yīng)力增增大而增大大，平衡面面壓應(yīng)力約約為測(cè)得螺螺栓拉力的的0.1倍，與計(jì)算算結(jié)果相符符。741.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)安裝階段實(shí)實(shí)測(cè)采點(diǎn)次數(shù)A-3C-1備注螺栓拉應(yīng)力MPa平衡面附近壓應(yīng)力7--15151892-201張拉松動(dòng)螺栓后，扳手?jǐn)Q緊389.8-41.4-0.106使用扳手?jǐn)Q擰緊，螺栓栓拉力為設(shè)設(shè)計(jì)預(yù)拉力力的0.78倍時(shí)，剪應(yīng)應(yīng)力為90MPa，是螺栓拉拉應(yīng)力(389.8MPa)的0.23倍，折算應(yīng)應(yīng)力是拉應(yīng)力(389.8MPa)的1.08倍。實(shí)測(cè)所得使用扳扳手?jǐn)Q緊對(duì)對(duì)螺栓的扭扭轉(zhuǎn)不利作作用與規(guī)范范吻合。使用手動(dòng)加加力扳手(四人推動(dòng))螺栓拉應(yīng)力力能達(dá)到389.8MPa，約為螺栓設(shè)設(shè)計(jì)拉應(yīng)力力502MPa的0.8倍。751.7.4調(diào)兵山風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)塔筒筒實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)安裝階段段實(shí)測(cè)采點(diǎn)次數(shù)備注螺栓剪應(yīng)力MPa螺栓拉應(yīng)力MPa1-4106651513油壓300-227-18.0311.7-0.0582-5708221970油壓400-244-19.3405.8-0.0483-7289962483油壓500-237-18.8511.5-0.0374-73310742533擰緊-348-27.6521.8-0.0535-6359412176卸壓-341-27.0448.3-0.0606-84112212875油壓570-408-32.3592.3-0.0557-85212102895擰緊-377-29.9596.4-0.0508-69910172428卸壓-305-24.2500.2-0.048預(yù)拉力損失12.4%預(yù)拉力損失15.5%預(yù)應(yīng)力損損失后接近設(shè)設(shè)計(jì)預(yù)拉力A-2螺栓761.7.4調(diào)兵山風(fēng)風(fēng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)塔筒實(shí)實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)安裝階段段實(shí)測(cè)采點(diǎn)次數(shù)螺栓剪應(yīng)力MPa螺栓拉應(yīng)力MPa1-18.0311.7-0.0582-19.3405.8-0.0483-18.8511.5-0.0374-27.6521.8-0.0535-27.0448.3-0.0606-32.3592.3-0.0557-29.9596.4-0.0508-24.2500.2-0.048A-2螺栓使用液壓壓張拉器器張拉螺螺栓時(shí)，，螺栓中中剪應(yīng)力力約為拉拉應(yīng)力的的0.05倍，該剪剪應(yīng)力由由螺桿與與螺母之之間的環(huán)環(huán)向靜摩摩擦引起起。螺栓栓剪應(yīng)力力很小，，基本處處于單向向受拉應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)態(tài)。771.7.4調(diào)兵山風(fēng)風(fēng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)塔筒實(shí)實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)安裝階段段實(shí)測(cè)螺栓備注螺栓拉應(yīng)力(MPa)A-3油壓570572.7擰緊603.2卸壓492.3A-2油壓500511.5擰緊521.8卸壓448.3油壓570592.3擰緊596.4卸壓500.2預(yù)拉力損失12.4%預(yù)拉力損失15.5%預(yù)應(yīng)力損損失后接近設(shè)設(shè)計(jì)預(yù)拉力預(yù)拉力損失14.0%預(yù)應(yīng)力損損失后接近設(shè)設(shè)計(jì)預(yù)拉力螺栓預(yù)拉拉力損失失隨著張張拉力的的增大而而增大。。超張拉拉至500時(shí)，預(yù)拉拉力損失失約為12.4%；超張拉拉至油壓壓570，預(yù)拉力力損失約約15%。781.7.4調(diào)兵山風(fēng)風(fēng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)塔筒實(shí)實(shí)體安裝裝及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)電200小時(shí)實(shí)測(cè)測(cè)風(fēng)機(jī)調(diào)試試發(fā)電200小時(shí)后，，于5月9~12日對(duì)調(diào)兵兵山風(fēng)力力發(fā)電場(chǎng)場(chǎng)65#、66#試驗(yàn)塔筒筒反向平平衡法蘭蘭螺栓檢檢測(cè)得到到以下結(jié)結(jié)果：①?gòu)埨鲗?duì)對(duì)螺栓張張拉至325kN(設(shè)計(jì)預(yù)拉拉力355kN的0.91倍)時(shí)，梅花花扳手均均不能推推動(dòng)。說(shuō)說(shuō)明所有有螺栓的的預(yù)拉力力滿足《鋼結(jié)構(gòu)工工程施工工質(zhì)量驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)范范(GB50205-2001)》》要求求。。附錄錄B緊固固件件連連接接工工程程檢檢驗(yàn)驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目目第第B.0.4條表表B.0.4螺栓栓預(yù)預(yù)拉拉力力值值范范圍圍(kN)螺栓規(guī)格(mm)M16M20M22M24M27M30預(yù)拉力值P10.9s99~113142~177175~215206~250265~324325~3908.8s62~78100~120125~150140~170185~225230~275②張拉拉器器對(duì)對(duì)螺螺栓栓張張拉拉至至設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)預(yù)拉拉力力355kN時(shí)，，兩兩座座試試驗(yàn)驗(yàn)塔塔筒筒反反向向平平衡衡法法蘭蘭360個(gè)螺螺栓栓中中有有21個(gè)螺螺栓栓梅梅花花扳扳手手能能推推動(dòng)動(dòng)(占全全部部螺螺栓栓的的5.8%)。說(shuō)說(shuō)明明5.8%螺栓栓預(yù)預(yù)拉拉力力有有所所減減小小。。791.7.4調(diào)兵兵山山風(fēng)風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)試試驗(yàn)驗(yàn)塔塔筒筒實(shí)實(shí)體體安安裝裝及及現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)發(fā)電電200小時(shí)時(shí)實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)檢測(cè)測(cè)過(guò)過(guò)程程中中對(duì)對(duì)這這21個(gè)預(yù)預(yù)拉拉力力不不足足的的螺螺栓栓超超張張拉拉，，螺螺母母擰擰緊緊卸卸壓壓預(yù)預(yù)拉拉力力損損失失后后螺螺栓栓預(yù)預(yù)拉拉力力為為螺螺栓栓設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)預(yù)拉拉力力355kN。少數(shù)數(shù)螺螺栓栓預(yù)預(yù)拉拉力力減減小小的的可可能能原原因因是是：：這這些些螺螺栓栓在在附附近近螺螺栓栓較較松松的的情情況況下下張張拉拉至至設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)預(yù)拉拉力力，，而而附附近近螺螺栓栓張張拉拉至至設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)預(yù)拉拉力力產(chǎn)產(chǎn)生生的的壓壓縮縮變變形形使使這這些些螺螺栓栓預(yù)預(yù)拉拉力力有有一一定定減減小小。。因此此在在螺螺栓栓張張拉拉施施工工過(guò)過(guò)程程中中，，應(yīng)應(yīng)嚴(yán)嚴(yán)格格按按施施工工過(guò)過(guò)程程張張拉拉到到位位，，盡盡可可能能避避免免先先張張拉拉的的螺螺栓栓在在后后張張拉拉螺螺栓栓的的作作用用下下預(yù)預(yù)拉拉力力減減小小。。801.7.5反向向平平衡衡法法蘭蘭疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)驗(yàn)?zāi)磕康牡钠趧诤珊奢d載下下，，驗(yàn)驗(yàn)證證反反向向平平衡衡法法蘭蘭連連接接的的抗抗疲疲勞勞荷荷載載作作用用性性能能811.7.5反向向平平衡衡法法蘭蘭疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)GJ1說(shuō)明明———標(biāo)高高36.92m～45.92m段1:2縮尺尺節(jié)點(diǎn)管壁外徑×厚度(mm)加勁板高度×厚度(mm)法蘭板寬度×厚度(mm)螺栓個(gè)數(shù)螺栓直徑螺栓預(yù)緊力(kN)鋼管面積比鋼管慣性矩比螺栓預(yù)緊力比縮尺模型FL21345×670×960×1272M1690111厚法蘭1328×6/61×2860M20155111實(shí)際構(gòu)件FL22690×12140×18120×2572M303554.016.03.94厚法蘭2690×12/120×5560M395994.0516.43.86821.7.5反向向平平衡衡法法蘭蘭疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)GJ1說(shuō)明明———加工工圖圖紙紙為了了對(duì)對(duì)比比，，此此處處設(shè)設(shè)一一原原設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)厚厚型型法法蘭蘭HFL反向向平平衡衡法蘭蘭FL2831.7.5反向向平平衡衡法法蘭蘭疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)GJ1說(shuō)明明———測(cè)試試方方案案4-4截面面處處應(yīng)應(yīng)變變花花(T11~T12)5-5截面面處處應(yīng)應(yīng)變變片片(S6~S7)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)根根部部1-1截面面處處應(yīng)應(yīng)變變花花(T1~T5)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)外外2-2截面面處處應(yīng)應(yīng)變變花花(T6~T10)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)鋼鋼管管3-3截面面處處應(yīng)應(yīng)變變片片(S1~S5)合計(jì)計(jì)：：7片應(yīng)應(yīng)變變片片，，12個(gè)應(yīng)應(yīng)變變花花位移移測(cè)測(cè)試試：：WY1841.7.5反向向平平衡衡法法蘭蘭疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)GJ1說(shuō)明明———加載載方方案案FL2極限限荷荷載載縮尺尺模模型型GJ1節(jié)點(diǎn)點(diǎn)FL2設(shè)計(jì)計(jì)彎彎矩矩荷荷載載值值對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的千千斤斤頂頂?shù)牡呢Q豎向向加加載載值值為為P=256kN，疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)最最大大加加載載力力70.1kN。1:2縮尺尺后后，，為為