第 卷 第 期 建 筑 结 构 年 月上 钢管混凝土格构式风电机塔架节点 静力性能试验研究 ， 李 斌，乔 明，高春彦 内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，包头 南京航空航天大学航空宇航学院，南京 ? ［摘要］ 塔架节点的破坏机理和破坏特征节点进入塑性后的变形发展过程以及节点交汇区域的复杂应力状态和分布规 试验结果表明?塔柱钢管内混凝土的存在，使钢管混凝土节点的破坏模式和力学性能与空钢管节点大大不同， 钢管混凝土相贯节点的破坏形态为受压腹杆局部屈曲破坏，管板节点的破坏形态为节点板受压屈曲和受拉撕裂破 坏，没有出现节点区塔柱管壁在受拉受压腹杆接头处的塑性变形失效 由试验结果还得到?两种节点交汇处塔柱 对 个钢管混凝土格构式风电机塔架焊接相贯节点和焊接管板节点进行了缩尺模型试验，研究了这两种 律 管壁以及节点板的应力分布极不均匀，个别测点已经进入塑性而有的测点仍然处于弹性阶段由破坏形态和节点 区的应力分布情况得到了一些设计建议，为实际工程塔架节点的设计提供参考 ［关键词］ 钢管混凝土?格构式塔架?相贯节点?管板节点?静力性能 中图分类号? 文献标识码? 文章编号? ? ， ， ， ， ， ， ， ， ， ? ? ， ， ， ， ， ， ， ? ? 引言 其是近年高度超过 的塔架中，格构式塔架结 近几年来，风力发电作为新能源战略的领头军 越来越受到人们的重视 塔架作为风力发电机组中 构的高性价比吸引着各国学者的目光 ［］ 为保证风力发电机塔架的安全可靠运行，设计 人员对格构式塔架节点的分析和处理给予了特别的 关注格构式风力发电机塔架节点的受力机理复 杂，要得到节点的破坏形态节点极限承载力的精确 解析解几乎是不可能的，理论分析的正确与否必须 通过试验来验证，因此进行格构式塔架节点的试验 的主要支承装置，将风电机与地面连接，为水平轴叶 轮提供需要的高度，其重要性随着风力发电机组容 量 高度的增加而愈来愈明显 形式可分为锥台式格构式等几种形式 际风电市场上，大型风力发电机组普遍采用的是锥 台式塔筒 格构式塔架与锥台式塔筒相比，耗材少 运输成本低，在高度和刚度设计要求相同的情况下， 材料消耗约减小 ，能进一步降低风电成本，尤 塔架结构按其结构 目前在国 国家自然 科 学 基 金 项 目 ?，包头 市科技攻关项目 ?，内蒙古自然科学基金项目? 作者简介?李斌，博士，教授， ， ? 建 筑 结 构 年 研究尤为重要［ ，］ 钢材力学性能 表 到目前为止，国内外大量的研究工作和实际工 钢材种类屈服强度 极限强度 弹性模量 ? 腹杆 塔柱 程应用主要集中在空钢管焊接相贯节点及节点板连 接的节点上 焊接相贯节点相贯处曲面复杂，对坡 节点板 口有较高的精度要求，手工切割质量难以保证，必须 采用数控切割机床，且该种节点对钢管和焊缝质量 试验装置与加载制度 本次试验采用液压伺服作动器对塔架节点进行 静力加载，试验节点采用卧位放置 试验时，用地脚 要求也较高 槽，与节点板的插接长度及各杆件夹角可调，施工难 度小，但节点焊缝较多，焊接耗时［］ 据文献 ［］ 节点板连接的节点通过在腹杆末端开 螺栓将承力底座固定，将塔柱水平放置于支撑架上， 其两端通过端板用螺栓与承力底座连接?腹杆端部 用法兰连于液压伺服作动器上，分别施加拉压力， 报 道，研究人员对钢管混凝土节点的研究起源于海洋 钻井平台的应用，为了对海洋钻井平台的钢管节点 进行修补加强，而在圆钢管节点中进行混凝土灌 浆，虽然当时没有将其作为一种新的节点形式进行 深入研究，但是发现填入混凝土的钢管节点承载力 液压伺服作动器两端均设置有钢铰 在正常工作状态下，塔柱的轴压比仅为 点区应力影响很小，因此试