系列講座2-高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
系列講座2-高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
系列講座2-高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

桿塔型式及分類架空輸電線路使用的鐵塔,按使用功能可分為直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔及換位、分歧等特種塔?!本€塔是將導(dǎo)線提離地面的塔,又可分為自立塔和拉線塔兩種基本型式。自立塔常用的有酒杯型、貓頭型、鼓型、干字型等,拉線塔過(guò)去常用的則有拉八、拉V、拉門(mén)、拉貓型塔?!D(zhuǎn)角塔是付與導(dǎo)線以張力的塔,大部是干字型、鼓型塔?!K端塔——換位、分歧等特種塔。直線塔(酒杯型塔)北京8回500kV輸電線路進(jìn)順義變直線塔(貓頭型塔)直線塔(鼓型塔)直線塔(干字型塔)直線塔(門(mén)型塔)直線塔(門(mén)型塔)直線塔(拉V型塔)直線塔(緊湊型塔)轉(zhuǎn)角塔終端塔塔型設(shè)計(jì)的步驟:——確認(rèn)或選擇氣象條件,導(dǎo)、地線牌號(hào);——依據(jù)給出的塔型規(guī)劃或根據(jù)電壓等級(jí)及路徑條件規(guī)劃塔型;——絕緣配合;——繪制電氣間隙圓、提出負(fù)荷條件;——根據(jù)電氣間隙圓規(guī)劃設(shè)計(jì)塔頭;——根據(jù)塔型規(guī)劃完成整塔選型單線圖(包含各種呼稱高);——進(jìn)行負(fù)荷組合;——按鐵塔計(jì)算軟件要求輸入計(jì)算塔型的所有參數(shù);——依據(jù)塔型計(jì)算結(jié)果繪制司令圖;——依據(jù)司令圖完成結(jié)構(gòu)圖。

輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分析完全基于經(jīng)典力學(xué),即《理論力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《材料力學(xué)》三門(mén)力學(xué)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行的。因此,輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu),被看成由理想的鉸接桿件組成的空間塔架結(jié)構(gòu)。1輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)計(jì)算常用的力學(xué)概念知識(shí)

1)理論力學(xué)——靜力學(xué)公理

1、二力平衡公理:作用在剛體上的二力使剛體平衡的充要條件是:大小相等、方向相反、作用在一條直線上

2、加減平衡力系公理:在作用于剛體的已知力系中加上或減去任何平衡力系,并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的效應(yīng)。

3、力的平行四邊形法則:作用于物體上某一點(diǎn)的兩力,可以合成為一個(gè)合力,合力亦作用于該點(diǎn)上,合力的大小和方向可由這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。

4、作用力與反作用力定律:兩物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反,沿同一直線,分別作用在兩個(gè)物體上。

靜力學(xué)是從公元前三世紀(jì)開(kāi)始發(fā)展,到公元16世紀(jì)伽利略奠定動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)為止。人們?cè)谑褂煤?jiǎn)單的工具和機(jī)械的基礎(chǔ)上,逐漸總結(jié)出力學(xué)的概念和公理。例如,從滑輪和杠桿得出力矩的概念;從斜面得出力的平行四邊形法則等。

阿基米德是使靜力學(xué)成為一門(mén)真正科學(xué)的奠基者。在他的關(guān)于平面圖形的平衡和重心的著作中,創(chuàng)立了杠桿理論,并且奠定了靜力學(xué)的主要原理。阿基米德得出的杠桿平衡條件是:若杠桿兩臂的長(zhǎng)度同其上的物體的重量成反比,則此二物體必處于平衡狀態(tài)。阿基米德是第一個(gè)使用嚴(yán)密推理來(lái)求出平行四邊形、三角形和梯形物體的重心位置的人。

著名的意大利藝術(shù)家、物理學(xué)家和工程師達(dá)·芬奇是文藝復(fù)興時(shí)期首先跳出中世紀(jì)煩瑣科學(xué)的人,他認(rèn)為實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用數(shù)學(xué)解決力學(xué)問(wèn)題有巨大意義。他應(yīng)用力矩法解釋了滑輪的工作原理;應(yīng)用虛位移原理的概念來(lái)分析起重機(jī)構(gòu)中的滑輪和杠桿系統(tǒng)。

對(duì)物體在斜面上的力學(xué)問(wèn)題的研究,最有功績(jī)的是斯蒂文,他得出并論證了力的平行四邊形法則。靜力學(xué)一直到伐里農(nóng)提出了著名的伐里農(nóng)定理后才完備起來(lái)。他和潘索多邊形原理是圖解靜力學(xué)的基礎(chǔ)。

分析靜力學(xué)是意大利數(shù)學(xué)家、力學(xué)家J.L.拉格朗日提出來(lái)的,他在大型著作《分析力學(xué)》中,根據(jù)虛位移原理,用嚴(yán)格的分析方法敘述了整個(gè)力學(xué)理論。虛位移原理早在1717年已由伯努利指出,而應(yīng)用這個(gè)原理解決力學(xué)問(wèn)題的方法的進(jìn)一步發(fā)展和對(duì)它的數(shù)學(xué)研究卻是拉格朗日的功績(jī)。

我國(guó)古代科學(xué)家對(duì)靜力學(xué)有著重大的貢獻(xiàn).春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期偉大的哲學(xué)家墨子(墨翟)在他的代表作《墨經(jīng)》中,對(duì)杠桿、輪軸和斜面作了分析,并明確指出“衡……長(zhǎng)重者下,短輕者上”,提出了杠桿的平衡原理。

靜力學(xué)的基本物理量有三個(gè):力、力偶、力矩。

靜力學(xué)的基本物理量有三個(gè):力、力偶、力矩。力的概念是靜力學(xué)的基本概念之一。經(jīng)驗(yàn)證明,力對(duì)已知物體的作用效果決定于:力的大小(即力的強(qiáng)度);力的方向;力的作用點(diǎn)。通常稱它們?yōu)榱Φ娜?。力的三要素可以用一個(gè)有向的線段即矢量表示。凡大小相等方向相反且作用線不在一直線上的兩個(gè)力稱為力偶,它是一個(gè)自由矢量,其大小為力乘以二力作用線間的距離,即力臂。靜力學(xué)只研究最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——平衡。靜力學(xué)的全部?jī)?nèi)容是以幾條公理為基礎(chǔ)推理出來(lái)的。這些公理是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來(lái)的關(guān)于力的知識(shí)的總結(jié),它反映了作用在剛體上的力的最簡(jiǎn)單最基本的屬性,這些公理的正確性是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的。靜力學(xué)的研究方法有兩種:一種是幾何的方法,稱為幾何靜力學(xué)或稱初等靜力學(xué);另一種是分析方法,稱為分析靜力學(xué)。幾何靜力學(xué)可以用解析法,即通過(guò)平衡條件式用代數(shù)的方法求解未知約束反作用力;也可以用圖解法,即以力的多邊形原理,用幾何作圖的方法來(lái)研究靜力學(xué)問(wèn)題。2)結(jié)構(gòu)力學(xué)截面法節(jié)點(diǎn)法

3)材料力學(xué)軸心受力構(gòu)件壓桿軸向壓力/(穩(wěn)定系數(shù)×面積)≦強(qiáng)度設(shè)計(jì)值拉桿軸向拉力/凈面積≦強(qiáng)度設(shè)計(jì)值塔架的計(jì)算塔架特點(diǎn):由直桿用鉸鏈聯(lián)接而成,在結(jié)點(diǎn)荷載作用下,各桿只有軸力。

1)結(jié)點(diǎn)法取結(jié)點(diǎn)為分離體――平面匯交力系

求解方法:(1)求解支座反力,零桿判斷;因幾何組成的不同而不一定是必須的,零桿判定后,可以大大簡(jiǎn)化求解。(2)再選取只含二個(gè)未知力的結(jié)點(diǎn)。順次取二個(gè)未知力的結(jié)點(diǎn)分離體可求解每個(gè)桿的內(nèi)力。(3)結(jié)點(diǎn)分離體中,未知軸力設(shè)為拉力(正),結(jié)果為負(fù)時(shí)表示與所設(shè)方向相反。已知力一般按實(shí)際方向畫(huà),標(biāo)注其數(shù)值的絕對(duì)值,則平衡方程建立時(shí)看圖確定其正負(fù)。零桿的判斷:三角構(gòu)造內(nèi)的輔助性桿件都是零桿。(如圖所示)2)截面法用截面切斷擬求構(gòu)件,取交叉斜材的交叉點(diǎn)為力矩中心,所有外力對(duì)這個(gè)中心取矩建立平衡方程中只有一對(duì)大小相同方向相反的未知力。例:試計(jì)算塔身如圖所示主材內(nèi)力。解:先計(jì)算支座反力。求出反力后,從包含二桿的結(jié)點(diǎn)開(kāi)始,逐次截取各結(jié)點(diǎn)求出各桿的內(nèi)力。分離體為平面匯交力系。一般用投影二個(gè)方程可求解3)靈活運(yùn)用(1)結(jié)點(diǎn)法、截面法可以聯(lián)合使用;(2)零桿判斷應(yīng)充分利用,可以簡(jiǎn)化計(jì)算。(3)利用對(duì)稱性;2桿塔荷載按性質(zhì)分永久荷載:桿塔自重、導(dǎo)地線、金具、絕緣子自重及其它固定設(shè)備的重力??勺兒奢d:風(fēng)荷載、覆冰荷載、電線張力、施工及檢修的臨時(shí)荷載。特殊荷載:斷線所引起的荷載、地震所引起的荷載。按作用方向分可將它們分解成作用于桿塔上的橫向荷載:風(fēng)荷載、角度荷載??v向荷載:風(fēng)荷載、張力荷載。垂直荷載:重力荷載。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式:

γ。(γG·CG·GK+ψ·∑γQi·CQi·QiK)≤R式中:γ。----結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

γG----永久荷載分項(xiàng)系數(shù)(對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利取1.0

不利取1.2)CG----永久荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)

GK----永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值

ψ----可變荷載組合系數(shù)(正常運(yùn)行情況取1.0220斷線及各級(jí)電壓的安裝取0.9

各級(jí)電壓的驗(yàn)算和110斷線取0.75)

γQi----可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4CQi----可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)

QiK----可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值

R----結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計(jì)值其中:CG、CQi荷載效應(yīng)系數(shù),在GBJ9-87《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值公式中注①中的解釋:荷載效應(yīng)系數(shù)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的效應(yīng)(如內(nèi)力、應(yīng)力等)與產(chǎn)生該效應(yīng)荷載的比值。

內(nèi)力

CG·GK即--------·荷載

荷載

故:1992年全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)委會(huì)和鋼規(guī)標(biāo)準(zhǔn)管理組主持編寫(xiě)的GBJ17-88《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》全國(guó)學(xué)習(xí)研討班系統(tǒng)講義,將設(shè)計(jì)表達(dá)式表述為:

nγ。(γG·SGk+γQ1·SQ1k+∑ψγQi·SQik)≤Rk/γRi=2

永久荷載項(xiàng)中CG·Gk即效應(yīng)系數(shù)·標(biāo)準(zhǔn)值用SGk永久荷載效應(yīng)值(即內(nèi)力

)表示

可變荷載項(xiàng)中CQi·Qik即效應(yīng)系數(shù)·標(biāo)準(zhǔn)值用SQik可變荷載效應(yīng)值(即內(nèi)力

)表示

荷載效應(yīng)值即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力

即用SGk、SQik表示內(nèi)力另:設(shè)計(jì)表達(dá)式

S荷載效應(yīng)(內(nèi)力)設(shè)計(jì)值的總合≤R結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值式中:右側(cè)項(xiàng)Rk/γR表示為結(jié)構(gòu)抗力標(biāo)準(zhǔn)值Rk除以抗力分項(xiàng)系數(shù)γR即為抗力設(shè)計(jì)值RGBJ17-88《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》講義并指出:從二階矩設(shè)計(jì)法表達(dá)式,轉(zhuǎn)化為實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式的過(guò)程中,主要的是從二階矩法等效地確定出各分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)。這些系數(shù)起著相當(dāng)于β值的作用。GBJ68-84《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各項(xiàng)系數(shù)的取值。目前規(guī)定的全套分項(xiàng)系數(shù)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化找出的最佳匹配取值,使按實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際β與規(guī)定的β在總體上誤差最小。在荷載分項(xiàng)系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定條件下,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行分析,使所設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際β值與規(guī)定的β值差值最小。經(jīng)過(guò)調(diào)整,γR統(tǒng)一?。?號(hào)鋼、16Mn、16Mnq鋼,γR=1.087GB50017—2003在條文說(shuō)明中改為Q235取γR=1.087,Q345取γR=1.111

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取鋼材屈服強(qiáng)度作為強(qiáng)度極限。(GBJ17-88)規(guī)范規(guī)定,抗拉、壓、彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值分別為(fk/γR)

其中

fk:為強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值(GBJ17-88表示為fy)

γR:為抗力分項(xiàng)系數(shù)

如下所示

鋼號(hào)fk(即fy)標(biāo)準(zhǔn)值f設(shè)計(jì)值

Q235≤1623521517-4022520541-60215200

Q345≤1634531017-3532529536-50295265

因而從<GBJ17-88>、<DL/T5092-1999>以及架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(送審稿),無(wú)一例外地都直接列出鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,無(wú)須設(shè)計(jì)者再重復(fù)此項(xiàng)計(jì)算。傳統(tǒng)上采用應(yīng)力形式表達(dá)和計(jì)算,可將

nγ。(γG·SGk+γQ1·SQ1k+∑ψγQi·SQik)≤Rk/γR

進(jìn)行改寫(xiě)

i=2

式中右邊的抗力標(biāo)準(zhǔn)值Rk=ak·fk

這里的ak為截面幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值

fk為材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值則有:Rk/γR=ak·fk/γR因?yàn)椋嚎估?、壓、彎?qiáng)度設(shè)計(jì)值為fk/γR=f則:Rk/γR=ak·fGBJ17-88《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》講義指出,這樣就可用傳統(tǒng)上的應(yīng)力形式表達(dá)和計(jì)算,故可寫(xiě)出:

n

σ=[γ。(γG·SGk+γQ1·SQ1k+∑ψγQi·SQik)]/ak≤fi=2

因此

DL/T5092-1999γ。(γG·CG·GK+ψ·∑γQi·CQi·QiK)≤R表達(dá)式寫(xiě)入《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》時(shí)由γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤Rγ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤Rk/γR可寫(xiě)成表達(dá)式:

γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤ak·f直觀的表達(dá)為應(yīng)力形式表達(dá)式:σ=[γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)]/ak≤f

今天GB50504-2010《110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》11.2.就直接將結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力極限狀態(tài)寫(xiě)成:γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤R

不再重復(fù)傳統(tǒng)的表達(dá)方式.

故γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤Rk/γR

寫(xiě)成表達(dá)式:

γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)≤ak·f我們常用的直觀的表達(dá):σ=[γ。(γG·SGk+ψ∑γQi·SQik)]/ak≤f

塔型選型的必要條件:1電壓等級(jí)2回路數(shù)3導(dǎo)、地線牌號(hào)4導(dǎo)線排列方式5基本呼稱高及其規(guī)劃使用的塔高6電氣間隙圓7地線保護(hù)角8電氣負(fù)荷其中電氣間隙圓的確定在于以下條件:雷電過(guò)電壓(風(fēng)速10m/s)操作過(guò)電壓(1/2最大設(shè)計(jì)風(fēng)速)工頻電壓(最大設(shè)計(jì)風(fēng)速)這里有一個(gè)絕緣配合設(shè)計(jì)的基本概念問(wèn)題

1桿塔上的絕緣配合設(shè)計(jì):就是按正常運(yùn)行電壓(工頻電壓)、內(nèi)過(guò)電壓(操作過(guò)電壓)、及外過(guò)電壓(雷電過(guò)電壓)確定絕緣子型式及片數(shù)以及在相應(yīng)的風(fēng)速條件下導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙距離。

2檔距中央導(dǎo)線及地線間的絕緣配合設(shè)計(jì):就是按外過(guò)電壓(雷電過(guò)電壓)確定檔距中央導(dǎo)線及地線間的空氣間隙距離。

3檔距中央導(dǎo)線對(duì)地及對(duì)各被跨越物的絕緣配合設(shè)計(jì):就是根據(jù)內(nèi)過(guò)電壓(操作過(guò)電壓)及外過(guò)電壓(雷電過(guò)電壓)的要求,確定導(dǎo)線對(duì)地及對(duì)各跨越物的最小允許間隙距離。對(duì)超高壓線路,除按此項(xiàng)要求考慮對(duì)地最小允許間隙距離外,尚應(yīng)滿足地面靜電場(chǎng)強(qiáng)影響所需對(duì)地最小允許間隙距離的要求。

4檔距中央不同相導(dǎo)線間的絕緣配合設(shè)計(jì):即按正常運(yùn)行電壓(工頻電壓)并計(jì)及導(dǎo)線振蕩的情況,確定不同相導(dǎo)線間的最小距離。其中1、2、4影響著塔頭尺寸的確定,3則控制著鐵塔標(biāo)準(zhǔn)呼稱高的選擇。

絕緣子串長(zhǎng)度的確定:I串V串

絕緣子串風(fēng)壓的計(jì)算:W1=W0·μZ·As式中:W1—絕緣子串風(fēng)壓

W0—基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值,

W0

=V2/1600kN/m2μZ—風(fēng)壓高度變化系數(shù):As—絕緣子串風(fēng)壓面積單盤(pán)盤(pán)徑254mm每片取0.02m2

大盤(pán)徑及雙盤(pán)徑0.03m2

金具另件單導(dǎo)線縫每串取0.03m2

兩分裂導(dǎo)線每串取0.04m23~4分裂導(dǎo)線每串取0.05m2

雙聯(lián)可取單聯(lián)的1.5~2.0倍

導(dǎo)線風(fēng)壓的計(jì)算:WX=α·W0·μZ·μsc·βc·d·LP·B·sin2θ式中:WX—垂直于線條的風(fēng)壓

α—風(fēng)壓不均勻系數(shù)(見(jiàn)下表)

W0—基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值,

W0

=V2/1600kN/m2μZ—風(fēng)壓高度變化系數(shù):μsc—導(dǎo)地線體型系數(shù):線徑小于17mm,取1.2

線徑等于或大于17mm,取1.1

βc—算500、750取的風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(見(jiàn)下表),330及以下取1.0

驗(yàn)算桿塔電氣間隙α

隨水平檔距變化取風(fēng)速V(m/s)≤2020≤V≤2727≤V≤31.5≥31.5α計(jì)算桿塔荷載用1.00.850.750.70塔頭選型算風(fēng)偏角用1.00.750.610.61βc算500、750桿塔荷載1.01.101.201.30跳線α宜取1.0LH≤200250300350400450500≥550α0.800.740.700.670.650.630.620.61

d

—導(dǎo)、地線直徑mLP

—水平檔距mB—覆冰時(shí)風(fēng)荷載增大系數(shù)5mm冰時(shí)取1.110mm冰時(shí)取1.2sin2θ

—風(fēng)向夾角(90°)垂直荷載的計(jì)算

1)計(jì)算風(fēng)偏角時(shí)按KV值,即用LV/LH

之比:平地一般取0.75

丘陵及低山取0.65~0.75

山地及大山取0.55~0.652)算鐵塔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度則是取設(shè)計(jì)規(guī)劃的水平檔距和垂直檔距

懸垂串搖擺角的計(jì)算:

0.5P1+PLHΦ=tg-1(-----------------)

0.5G1+W1LV式中:Φ----風(fēng)偏角P1----串風(fēng)壓NP----相應(yīng)條件下導(dǎo)線風(fēng)荷載N/mLH----水平檔距G1----串自重W1----導(dǎo)線自重

LV----垂直檔距

例如:500kV同塔4回路兩種導(dǎo)線排列及懸掛方式塔型選型結(jié)果

桿塔風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)按下式計(jì)算:WS=WO·Z·S·Z·B·AS式中WS——桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN);S、AS——分別為構(gòu)件的體型系數(shù)和承受風(fēng)壓的投影面積計(jì)算值,m2,體型系數(shù)S按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)確定;z——桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)。對(duì)桿塔本身,當(dāng)桿塔全高不超過(guò)60m時(shí),應(yīng)按照下表對(duì)全高采用一個(gè)系數(shù);當(dāng)桿塔全高超過(guò)60m時(shí),應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)采用由下到上逐段增大的數(shù)值,但其加權(quán)平均值對(duì)自立式鐵塔不應(yīng)小于1.6,對(duì)單柱拉線桿塔不應(yīng)小于1.8。對(duì)基礎(chǔ),當(dāng)桿塔全高不超過(guò)60m時(shí),應(yīng)取1.0,60m及以上時(shí)宜采用由下到上逐段增大的數(shù)值,但其加權(quán)平均值對(duì)自立式鐵塔不應(yīng)小于1.3。桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)z(用于桿塔本身)桿塔全高H(m)2030405060z單柱拉線桿塔1.01.41.61.71.8z其他桿塔1.01.251.351.51.6注:1中間值按插入法計(jì)算。

2對(duì)自立式鐵塔,表中數(shù)值適用于高度與根開(kāi)之比為4-6。

再?gòu)?fù)習(xí)一遍《桿塔荷載》按性質(zhì)分永久荷載:桿塔自重、導(dǎo)地線、金具、絕緣子自重及其它固定設(shè)備的重力。可變荷載:風(fēng)荷載、覆冰荷載、電線張力、施工及檢修的臨時(shí)荷載。特殊荷載:斷線所引起的荷載、地震所引起的荷載。按作用方向分可將它們分解成作用于桿塔上的橫向荷載:風(fēng)荷載、角度荷載。縱向荷載:風(fēng)荷載、張力荷載。垂直荷載:重力荷載。

負(fù)荷組合(工況組合)正常情況(直線塔計(jì)算90°、0°、60°、45°大風(fēng)、覆冰)

(轉(zhuǎn)角塔還應(yīng)計(jì)算與角度力相反方向90°風(fēng)吹)(終端和轉(zhuǎn)角還要計(jì)算最低氣溫)斷線情況(事故、張力差)安裝情況(導(dǎo)線安裝、地線安裝)張力放線條件下直線塔要考慮錨線,錨線對(duì)地角一般不大于20°驗(yàn)算情況(位于基本地震烈度九度以上地區(qū)的各類桿塔應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算,風(fēng)荷載取最大設(shè)計(jì)值的30%,無(wú)冰、未斷線。)材料

桿塔用鋼材一般采用Q235B、Q345B,需要時(shí)可采用Q420B。桿塔結(jié)構(gòu)的基本規(guī)定

1鐵塔撓度(5m/s、年平均氣溫)直線自立鐵塔3h/1000

轉(zhuǎn)角及終端自立鐵塔7h/10002鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件允許最大的長(zhǎng)細(xì)比受壓主材L0/r≤150

受壓材K

·

L0/r≤200

輔助材K

·

L0/r≤250

受拉材

L0/r≤400

式中:K——構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù),按規(guī)定附錄D確定;

L0——構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度;

r——回轉(zhuǎn)半徑。

構(gòu)件計(jì)算(軸心受力)——強(qiáng)度

N/An

≤m

·fN

——軸心拉力或軸心壓力,N;An——構(gòu)件凈截面積,mm2,多排螺栓要考慮鋸齒形截面破壞;m——構(gòu)件強(qiáng)度折減系數(shù);受拉構(gòu)件:雙肢連接的角鋼和中心連接鋼管構(gòu)件m=1.0

偏心連接鋼管構(gòu)件m=0.85

單肢連接的角鋼構(gòu)件(肢寬﹥40mm)m=0.70

雙肢連接的角鋼構(gòu)件(肢寬≤

40mm)m=0.55

受壓構(gòu)件:雙肢連接的角鋼和中心連接鋼管構(gòu)件m=1.0

單肢連接的角鋼和偏心連接鋼管構(gòu)件m=0.85

組合斷面構(gòu)件(無(wú)偏心)m=1.0

組合斷面構(gòu)件(有偏心)m=0.85f——鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,N/mm2。

構(gòu)件計(jì)算(軸心受力)——穩(wěn)定

N/(Φ·A)≤

mn

·fN

——軸心壓力,N;Φ

——受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),按計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比Kλ=L0/r,查Φ表。式中:K是λ(長(zhǎng)細(xì)比)的修正系數(shù)(見(jiàn)附錄D)

A

——構(gòu)件毛截面面積,mm2;mn

——壓桿穩(wěn)定強(qiáng)度折減系數(shù);f——

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