一种输电铁塔网格式塔身结构的制作方法

本发明涉及一种输电铁塔塔身结构，属于电力设备技术领域。

背景技术：

现有技术中的塔身斜材常用的布置型式有：交叉式、“正k型”、“倒k型”等型式，塔身斜材的布置是否合适，直接影响到塔重和工程造价。以往单一的交叉布置型式容易使斜材产生同时受压，几种方式组合布置可以避免同时受压的发生，使斜材受力成为拉压系统，充分利用拉压系统的受力特性，即拉杆对压杆的稳定计算起支撑作用，可减小斜材规格，降低塔重。杆塔设计时，为避免塔颈部或身部斜材出现同时受压情况，在隔面处斜材常采用“k”布置，虽然可减小斜材规格，但杆件传力不简洁。

一般情况下，输电铁塔边坡以下塔身斜材通常采用单分式交叉斜材和再分式交叉斜材，该部分斜材受稳定控制。《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》（dl/t5154-2012）中规定：受压材最大允许长细比为200。铁塔根开越大，则交叉材的布置长度也越大。这种情况下，即使采用再分式交叉斜材，斜材的规格仍然受稳定控制，此时需要加大交叉斜材规格以满足稳定性的要求。对于输电铁塔而言，传统再分式交叉斜材布置方式存在2个缺点：（1）其内部辅助材不参与传力，斜材受力较大，导致交叉斜材规格比较大；（2）由于主材内力较大，辅助材的规格也比较大，斜材按平行轴失稳计算，规格偏大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中交叉材内部辅助材不参与传力、斜材受力较大以及斜材规格设置偏大，成本高且塔身笨重的不足，提供一种输电铁塔塔身结构，技术方案如下：

一种输电铁塔网格式塔身结构，包括主材、与主材固定连接的斜材，斜材之间具有节点，主材由斜材的交点等分，主材和斜材之间呈网格状设置。

进一步地，主材和斜材均采用角钢。

进一步地，主材与斜材通过连接件固定连接。

优选地，连接件为螺栓或铆钉。

进一步地，主材采用钢管，斜材采用角钢。

进一步地，主材与斜材之间通过节点板固定连接，节点板焊接在主材上，节点板与斜材通过螺栓连接。

优选地，斜材之间的节点通过螺栓或者铆钉固定。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）优化了输电铁塔的塔身布材方式，网格式塔身结构相较于传统的塔身斜材布置方式，有效减小了斜材的计算长度和斜材规格，可以节约塔重约2%。

（2）塔身的斜材间有众多交叉连接的节点，每个节点采用螺栓或者铆钉固定，致使不同斜材间相互约束，互相支撑。网格式的斜材布置，形成多个拉压受力体系，共同承担水平荷载作用，使得塔身斜材受力更均匀，塔身结构更稳定。

（3）塔身的各组成部件便于装配和运输，提高输电铁塔的搭建效率。

附图说明

图1是本发明实施例1（主材两等分）的塔身结构平面图；

图2是本发明实施例1（主材两等分）的塔身结构立体图；

图3是本发明实施例2（主材三等分）的塔身结构平面图；

图4是本发明实施例2（主材三等分）的塔身结构立体图；

图5是节点板与钢管连接的示意图；

图6是现有技术中的受力示意图；

图7本发明的实施例1（主材两等分）的受力示意图；

图8是本发明实施例2（主材三等分）的受力示意图；

图中：1、主材，2、斜材，3、节点中心，4、节点，1’、主材，2’、斜材，3’、节点中心，4’、节点，5、加劲板，6、节点板，101、钢管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1（主材两等分）

如图1、图2所示，一种输电铁塔网格式塔身结构，包括主材1、与主材1固定连接的斜材2，斜材2之间具有节点4，主材1由斜材2的交点两等分，主材1和斜材2之间呈网格状设置。具体地，正面的斜材2在主材1上两两交于一点，即节点中心3。相应的，背面和侧面的斜材布置与正面相同，斜材之间成网格状，斜材在主材上两两交于一点。

具体地，主材1和斜材2均采用角钢。

具体地，主材1与斜材2通过连接件固定连接。具体地，连接件位于主材1的节点中心3处，用于固定主材1和斜材2。

具体地，连接件为螺栓或铆钉。具体地，在主材1与斜材2连接的节点中心部位均开设有供螺栓或铆钉穿过的螺纹孔或通孔。

具体地，主材1采用钢管，斜材2采用角钢。

具体地，主材1与斜材2之间通过节点板固定连接，节点板焊接在主材1上，节点板与斜材2螺栓连接。

如图5所示为节点板示意图，节点板6焊接在主材钢管101上，沿主材钢管101的周向，设置两个节点板6，两个节点板6在主材钢管101的周向垂直，节点板6与斜材螺栓连接。两个节点板6之间设置加劲板5，加劲板5用于提高局部稳定强度。

具体地，斜材2之间的节点4通过螺栓或者铆钉固定。

本实施例中塔身正面斜材2之间的节点4有5个，每个交叉的节点4都通过螺栓或者铆钉等方式约束，使得不同斜材之间相互约束。

如图6、图7所示，现有技术中和实施例1的受力图，网格式的斜材组成多个拉压受力体系，共同承受水平荷载作用，斜材受力更均匀，提高了结构的稳定性。

网格式斜材交叉约束，互为支撑，有效减小斜材计算长度，从而减小了斜材的规格，减轻塔重、降低工程造价。

实施例2（主材三等分）

一种输电铁塔网格式塔身结构，包括主材1’、与主材1’固定连接的斜材2’，斜材2’之间具有节点4’，主材1’由斜材2’的交点三等分，主材2’和斜材2’之间呈网格状设置。具体地，正面的斜材2’在主材1’上两两交于一点，即节点中心3’。相应的，背面和侧面的斜材布置与正面相同，斜材之间成网格状，斜材在主材上两两交于一点。

具体地，主材1’和斜材2’均采用角钢。

具体地，主材1’与斜材2’通过连接件固定连接。具体地，连接件位于主材1’的节点中心3’处，用于固定主材1’和斜材2’。

具体地，连接件为螺栓或铆钉。具体地，在主材1’与斜材2’连接的节点中心部位均开设有供螺栓或铆钉穿过的螺纹孔或通孔。

具体地，主材1’采用钢管，斜材2’采用角钢。

具体地，主材1’与斜材2’之间通过节点板固定连接，节点板焊接在主材1’上，节点板与斜材2’螺栓连接。

如图5所示为节点板示意图，节点板6焊接在主材钢管101上，沿主材钢管101的周向，设置两个节点板6，两个节点板6在主材钢管101的周向垂直，节点板6与斜材螺栓连接。两个节点板6之间设置加劲板5，加劲板5用于提高局部稳定强度。

具体地，斜材2’之间的节点4’通过螺栓或者铆钉固定。

本实施例中塔身正面斜材2’之间的节点4’有8个，每个交叉的节点4’都通过螺栓或者铆钉等方式固定约束，使得不同斜材之间相互约束。

如图6、图8所示，现有技术中和实施例2的受力图，网格式的斜材组成多个拉压受力体系，共同承受水平荷载作用，斜材受力更均匀，提高了结构的稳定性。

网格式斜材交叉约束，互为支撑，有效减小斜材计算长度，从而减小了斜材的规格，减轻塔重、降低工程造价。

本发明的网格式塔身结构是“网格式”满应力斜材布置方式。

采用“网格式”满应力斜材可有效降低塔身斜材的计算长细比（长细比可减小到100左右），提高其稳定承载能力，可降低斜材的规格；塔身交叉材迎风面积与传统塔身斜材布置方式相近。输电铁塔实际使用中是由多个本发明的网格式斜材塔身结构搭建而成。

如表1所示，以5e3-sj2（30m呼高）为例，与传统斜材布置方式相比，采用“网格式”满应力斜材布置方式可节省塔身斜材约5.7%，塔重可减少约1.8%。

表15e3-sj2不同斜材布置塔重对比

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，本发明只是将主材划分为两等分和三等分，由于篇幅原因，无法穷举所有的实施例，本领域的技术人员将主材划分为若干等分，亦或是改变主材斜材间的连接件、或斜材间的连接方式，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。