我国的输电塔结构，早期由于荷载小，使用单角钢即可满足受力要求。现在，随着电网的不断升级，随着同塔多回路工程、大截面导线工程、大跨越工程的建设，杆塔荷载越来越大，杆件断面从单角钢发展到双拼角钢、四拼角钢、格构式乃至钢管。目前对于输电高塔(一般在100米以上)，更多采用钢管塔。
      本文工程背景即为500kV大跨越段跨越塔，塔高215.5m，主材最大规格用到直径1580mm、厚度30mm的Q345B卷板直焊缝圆钢管。该塔采用了多种节点连接形式，如法兰、插板、相贯连接等，为检验在设计荷载下节点强度能否达到设计要求，特此进行了崖门大跨越节点强度试验。
      本次试验选用目前国内竖向加载能力最大的大型结构试验机来施加主管竖向荷载，其最大加载力为10000kN，如图所示；支管的水平加载设备采用自制反力架和液压千斤顶。自制反力架的底部水平台座能承受大吨位的竖向荷载，为避免节点底部主管端部受弯，在水平台座设置一球铰；反力架在水平方向自平衡，有足够刚度，可保证试件加载过程中不因发生较大变形而对试件附加应力。
      根据工程设计要求提出的试验目的，结合试验室情况，本试验选取该跨越塔典型节点进行缩尺模型试验，通过在各级加载下节点的应力应变测定，与理论设计结果进行对比，从而检验设计的准确性和构造的合理性。本文主要选取相贯连接节点的试验模型进行分析研究，如图所示。
      本文选取典型的平面相贯连接节点模型K5作为本文的主要研究对象。按照1:3的缩尺比，模型K5的规格如表所示。
      考虑到实际的工程要求和节点的受力状态，建立如图所示的边界条件。主管右边界按铰支座考虑，主管左边界及两支管按滑动支座考虑，并采用主、支管双向加载模式。
      对模型试件采取分级加载，级别100%表示试件承载力的工程设计值。各加载点同步加载，试验数据由数据采集系统(SI35951B)自动连续采集，测得各应变片及位移计数据。为考察圆钢管相贯节点处的复杂应力状态，在主管管壁上围绕受压、受拉支管的鞍点、冠点周围布置应变花，详见图测点布置图。
      本文是以试验为基础进行有限元分析的，现根据图的边界条件及加载模式，建立平面相贯连接节点K5的有限元分析模型。模型的建立选用8节点弹塑性板壳单元Shell 93，支管、主管分别为Q235、Q345钢，对应的屈服强度分别为fy=235N/mm²、fy=345N/mm²，弹性模量E=2.06×10⁵N/mm²，泊松比μ=0.3。假定材料具有理想弹塑性，并遵守Mises屈服准则。
      对于应力分布复杂的区域，即相贯焊接的鞍点、冠点以及主、支管与节点板交汇处，单元划分加密处理；而在其它非应力集中区域则采用较大单元划分，以提高有限元的计算效率。
      选取有限元模型上与试验测点对应位置处的单元节点，将有限元分析得到的该点Mises折算应力与试验测点应力进行比较，由此，既避免了应变花贴片位置可能带来的测试偏差，又能较准确地比较试验测得的数据与有限元分析的结果。当通过支管加载时，由于相贯线复杂，主管径向刚度与支管轴向刚度相差较大，因此应力沿主管的径向和环向都是不均匀的，通常在鞍点和冠点处应力较集中。现选取主管与节点板交汇处以及相贯焊接的鞍点、冠点为典型测点，如图所示的测点A1、A2、A3、A4、A5、A6，分别对应图中的应变花测点S11-S12-S13、S14-S15-S16、S17-S18-S19、S23-S24-S25、S26-S27-S28、S29-S30-S31。从该节点在设计荷载下的应力云图可以看出，各典型测点处有较明显的应力集中现象。

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