5G为代表的新基建，数百万基存量通信角钢塔需加固改造，以提高承载力应对挂载增重、新标准、强风的挑战。然而，传统角钢塔加固方法，塔身角钢需要采用钻孔、焊接工艺，存在施工难度大、危险系数高、质量难以保证等施工问题。本文提出无损加固角钢组合件，采用免钻孔、免焊接工艺解决了传统加固方法的施工问题。目前，无损加固角钢组合件的研究尚显不足，其受力机理、失稳机制、稳定承载力的影响因素及计算方法等关键问题亟待解决；对通信角钢塔的加固效果未经验证。基于此，本文系统研究了通信塔无损加固角钢组合件及塔段力学性能，主要研究内容及结果如下： （1）以无损加固角钢组合件为研究对象，考虑角钢长细比、夹具间距和夹具型式的影响，开展46组轴压稳定性试验研究。获得加固角钢组合件的稳定承载力和失稳模式。阐明加固角钢组合件失稳机制和受力机理，加固角钢组合件中角钢承受全部轴向荷载，加固板通过夹具约束与角钢组合，增加其抗弯惯矩，提高其稳定承载力，实现加固目的。分析了角钢组合件的稳定承载力影响因素，明确了各试验因素对承载力提高的影响规律。 （2）建立无损加固角钢组合件的数值模型，进行180组轴压稳定性有限元分析。研究了角钢长细比、加固板宽度、夹具间距、摩擦系数等，对加固角钢组合件稳定承载力的影响规律，阐明了无损加固角钢组合件受力机理。揭示了角钢长细比是加固效果主要控制因素，长细比大于50时，角钢长细比越大加固效果越好；加固板宽度是加固效果可变控制因素，角钢组合件非对称轴抗弯惯矩小于对称轴时，加固效果随着加固板宽度增加而增大。 （3）基于无损角钢组合件稳定性试验和数值模拟结果，建立了无损加固角钢组合件稳定承载力的力学模型和计算方法。推导加固角钢组合件整体弹性弯曲屈曲和弯扭屈曲的特征方程，综合考虑角钢的初始缺陷，提出了工程适用的加固角钢组合件稳定承载力计算公式。 （4）应用无损加固角钢组合件，设计通信角钢塔无损加固塔段，模拟风荷载开展水平往复荷载试验研究。获得未加固角钢塔和加固角钢塔的整体失稳模式，明确加固角钢塔整体失稳机制，阐明加固角钢塔的受力机理。对比加固角钢塔和未加固角钢塔，整体承载力提升78%，验证了无损加固角钢组合件对通信角钢塔整体承载力的提升效果。 |
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