CN203452185U - 无端撑多棱高强钢管梁构架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电网设备技术领域，特别涉及一种无端撑多棱高强钢管梁构架，包括有构架主体，构架主体包括有端部连接构件以及梁柱，端部连接构件设置于梁柱的连接节点处，梁柱为多棱钢管，端部连接构件具有安装孔，安装孔的孔型与梁柱的截面形状吻合。通过上述结构设计，梁柱优化设计为多棱钢管，并且，在端部连接构件上具有的安装孔设计为与多棱钢管截面形状吻合的结构，梁柱插接于安装孔中，能够通过其形状进行转动限位，避免梁柱发生旋转，从而更便于梁柱与端部连接构件之间的安装。并且，由于梁柱无法转动，还提高了整个构架***的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网设备技术领域，更具体地说，特别涉及无端撑多棱高强钢管梁构架。
背景技术
在变电站构架使用中，一般会应用到结构梁构架，用于支撑、搭接或者转接架空线。
在现有技术中，结构梁构架由梁柱拼接而成，梁柱采用圆钢管结构设计，在梁柱的连接节点处设置有连接构件，梁柱***至连接构件中，从而实现梁柱间连接。由于梁柱采用圆钢管结构设计，容易发生转动，造成结构梁构架安装难度的增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无端撑多棱高强钢管梁构架，以解决上述的问题。
在本实用新型的实施例中提供了一种无端撑多棱高强钢管梁构架，包括有构架主体，所述构架主体包括有端部连接构件以及梁柱，所述端部连接构件设置于所述梁柱的连接节点处，所述梁柱为多棱钢管，所述端部连接构件具有安装孔，所述安装孔的孔型与所述梁柱的截面形状吻合。
通过上述结构设计，梁柱优化设计为多棱钢管，并且，在端部连接构件上具有的安装孔设计为与多棱钢管截面形状吻合的结构，梁柱插接于安装孔中，能够通过其形状进行转动限位，避免梁柱发生旋转，从而更便于梁柱与端部连接构件之间的安装。并且，由于梁柱无法转动，还提高了整个构架***的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例中无端撑多棱高强钢管梁构架的局部结构示意图；
图1中部件名称与附图标记的对应关系为：
梁柱1、端部连接构件2、安装孔21。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
请参考图1，图1为本实用新型一种实施例中无端撑多棱高强钢管梁构架的局部结构示意图。
本实用新型提供了一种无端撑多棱高强钢管梁构架，包括有构架主体，构架主体包括有端部连接构件2以及梁柱1，端部连接构件2设置于梁柱1的连接节点处。一个端部连接构件2上能够安装有多根梁柱1，从而形成构架***。在本实用新型中，为了降低无端撑多棱高强钢管梁构架建设的工艺难度，在本实用新型中梁柱1为多棱钢管，端部连接构件2具有安装孔21，安装孔21的孔型与梁柱1的截面形状吻合。
将梁柱1优化设计为多棱钢管，并且，在端部连接构件2上具有的安装孔21设计为与多棱钢管截面形状吻合的结构，梁柱1插接于安装孔21中，能够通过其形状进行转动限位，避免梁柱1发生旋转，从而更便于梁柱1与端部连接构件2之间的安装。并且，由于梁柱1无法转动，还提高了整个构架***的稳定性。
具体地，在本实用新型的一个实施方式中，构架主体为A字构架主体，梁柱1与端部连接构件2以及梁柱1间的连接为刚性连接。
在本实用新型中，梁柱1的长度为120mm至180mm，具体为150mm。当然，在实际应用中，梁柱1的长度可以根据具体的使用需要进行设定。
为了提高梁柱1的刚度和强度，在本实用新型的一个具体实施例中，梁柱1为ASTM A572 Gr65高强度钢梁柱。ASTM A572 Gr65高强度钢梁柱为高强电力塔杆用钢。在本实用新型的另一个具体实施例中，梁柱1为Q460C高强度钢梁柱。
为了提高梁柱1的防腐性，本实用新型在梁柱1的表面还设置了防腐镀层。具体地，防腐镀层为镀铝层。或者，在本实用新型的另一个实施例中，防腐镀层为镀锌层。
梁柱1采用多棱钢管，为了提高梁柱1的截面特性，梁柱1为十二边以上的多棱钢管。
对本实用新型采用多棱钢管的可行性分析：
(1)多棱钢管截面特性与圆管近似
多棱钢管柱替代传统圆钢管柱从断面特性上来看，随着多棱管边数的增多，其截面特性与圆管越接近，12边形以上的多棱钢管的截面力学性能基本上与圆钢管相同(圆管：惯性矩I=0.393D3×t；12边形管：惯性矩I=0.411D3×t。D、t分别为钢管的外径、厚度)。因此，在截面面积相近时两者可以互相替换。由于目前对于构架中的圆钢管A字柱的计算、设计理论已较成熟，加之目前在电力行业内已有多家专业生产厂商，能保证多棱钢管的加工质量满足电力行业的使用要求，采用多棱钢管柱替代传统圆钢管柱是可行的。
(2)梁柱刚接
鉴于构架形式的改变，原来传统的桁架梁与柱铰接的连接方式已不适应新的构架形式，无端撑多棱高强钢管梁构架采用梁柱刚接的节点形式(见图1)。这种形式适合机械化制造，现场安装方便，但对于设计有较高的要求。
(3)温度应力
由于新的结构形式改变了连续构架的节点连接方式，梁柱改为刚性连接，连续梁长度可能达150m左右，温度应力对结构内力的影响就显现出来了，以下是对结构内温度应力的分析：
1)《钢结构设计规范》GB500172-2003第8.1.5条：露天结构的温度区段长度(伸缩缝的间距)，当不超过120m时，可不计算温度应力；
2)无端撑多棱高强钢管梁构架在运用的实践表明，温度变化对外露钢结构产生的影响相当有限，国内一般是通过设立温度缝来满足此项构造要求。通常的担心主要缘自对同类型混凝土结构存在的因温度变化引起的杆体开裂，因为混凝土的抗拉性能很差，相比之下，钢结构的表现要好很多；
3)通过对构架的理论计算表明端撑的存在使得温度应力作用更明显，这是因为端部的约束使得结构不易释放温差而引起变形，约束越大越多，构件的内应力越明显；另外，同样条件下，高强度钢材较之普通低强度钢更能抵抗温度应力，因为两者的弹性模量和温度变形系数是一样的，因此产生的温度应力也是相同的，同样产生的温度应力在高强度钢材中所占的比例比普通钢材小很多；
4)在巨大的温度变化下，构架的柱底、地面会有一定程度的变形，从而使整个结构的受力松弛。温度应力的影响应比理论计算小一些。综上，温度变化会对构架的受力产生有限的影响；可以通过给结构构件预留强度储备来确保结构的安全；相对于普通低强度钢材，高强度钢材在抵御温度变化上有很大的优势。
(4)局部失稳
我国传统的桁架结构构架一般采用的结构形式是：梁主材采用3根20号无缝钢管呈三角形布置（或4根20号无缝钢管呈四边形布置），腹材采用角钢，主腹材通过节点板用螺栓或焊接连接形成的空间桁架体系。如果采用多棱钢管来替代，为了保证梁具有足够的强度和刚度，必须采用直径较大的多棱钢管。如依照现行国家标准，要求钢管壁厚尺寸较厚，就显得很不经济了。
《钢结构设计规范》GB 5001722003第5.4.5条规定，“圆管截面的受压构件，其外径与壁厚之比不应超过100(235/fy)”。可以看出，钢管的局部稳定对于其径厚比的限制与钢材的屈服强度密切相关，即fy越大，D/t限制越严。用Q235B(fy=235MPa)满足的设计，若用更高强度的钢材去替代，D/t限制更严，会出现局部失稳。
欧美国家的钢管设计倾向于使用较大的径厚比，即用较大的直径和较小的壁厚。而国内由于现行钢结构规范的限制，倾向于用较小的径厚比。由于钢管的截面惯性矩I正比于D3×t，对于同样的钢材重量，增大直径D比增大壁厚t对于增加杆体的刚度和抗弯强度的效果要显著得多。
国外规范针对多边形钢管局部失稳的计算公式都是一致的，其基本思路是：
1)w/t≤a时，无需考虑局部失稳；
2)a<w/t≤b时，考虑局部失稳，钢材的容许应力折减；
3)原则上不容许w/t>b或者此时已经折减得相当厉害。
同国外规范相比，我国《钢结构设计规范》GB50017-2003规定得比较死，一定程度上限制了高强度钢材在结构上的应用。而新颁布的我国电力行业标准《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T5130-2001)8.2.2中对多边形构件的压弯局部稳定的规定，参考了ASCE No.72中的计算公式，比较合理。
(5)采用高强钢材
ASTM A572 Gr65和Q460C钢材有很高的屈服强度(约为Q235B的2倍)和较好的延性。更值得一提的是，由于严格地控制了微量元素硅(Si)的含量，使得镀锌或喷铝效果大大改善，钢材表面和锌层的结构更紧密，镀锌质量好，可以长时期地免维护。
(6)无端撑
无端撑多棱高强钢管梁构架为空间框架体系，梁柱刚性连接，共同作用。对于构架A字柱，由于梁柱刚接，其在平面外亦具备一定的刚度，可充分利用高强钢的特性，不设置端撑，节约用地和钢材。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.无端撑多棱高强钢管梁构架，包括有构架主体，所述构架主体包括有端部连接构件以及梁柱，所述端部连接构件设置于所述梁柱的连接节点处，其特征在于，
所述梁柱为多棱钢管，所述端部连接构件具有安装孔，所述安装孔的孔型与所述梁柱的截面形状吻合。
2.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述构架主体为A字构架主体，所述梁柱与所述端部连接构件以及所述梁柱间的连接为刚性连接。
3.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱的长度为120mm至180mm。
4.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱为ASTM A572Gr65高强度钢梁柱。
5.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱为Q460C高强度钢梁柱。
6.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱表面设置有防腐镀层，所述防腐镀层为镀铝层。
7.根据权利要求1所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱表面设置有防腐镀层，所述防腐镀层为镀锌层。
8.根据权利要求1至7任一项所述的无端撑多棱高强钢管梁构架，其特征在于，所述梁柱为十二边以上的多棱钢管。
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| CN201320547773.2U CN203452185U (zh) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | 无端撑多棱高强钢管梁构架 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106743144A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 能立方（天津）环保科技有限公司 | 一种新型钢管支撑桁架结构 |
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2013
- 2013-09-04 CN CN201320547773.2U patent/CN203452185U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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