Механический расчет линии электропередачи напряжением 330В

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Определение расчётных климатических условий

2. Конструкции основных элементов ВЛ

2.1 Определение конструктивных и физико-механических характеристик провода

2.2 Выбор марки опоры и её технические характеристики

2.3 Технологические характеристики фундамента

3. Механический расчёт провода и ГЗТ

3.1 Определение единичных и удельных нагрузок

3.2 Определение величин критических пролетов. Первый критический пролет

3.3 Выбор исходного режима

3.4 Вычисление напряжений в проводе

3.5 Вычисление стрел провесов

3.6 Анализ полученных величин

3.7 Расчёт грозозащитного троса

4. Расчёт изоляции

4.1 Определение нагрузок на поддерживающую гирлянду

4.2 Комплектование поддерживающей гирлянды

4.3 Определение нагрузок на натяжную гирлянду

4.4 Комплектование натяжной гирлянды

5. Расчёт опоры

5.1 Определение нормативных нагрузок на опору

5.2 Определение расчётных нагрузок на опору в нормальном и аварийном режимах

5.3 Расчёт элементов опоры

6. Расчёт основания

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика является важнейшей основой современного хозяйства России и, в значительной степени, определяет ее развитие.

Широкое внедрение в народное хозяйство и в быт электрической энергии, вырабатываемой на мощных электростанциях, достигается с помощью высоковольтных линий электропередачи различного напряжения.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) являются одним из основных звеньев энергосистем современной Единой энергетической системы (ЕЭС) России и позволяют лучше использовать энергию, вырабатываемую централизованно на крупных электростанциях, повысить надежность энергоснабжения потребителей. В электроэнергетике функционируют 2,5 млн. км ВЛ, в том числе 447 тыс. км ВЛ напряжением выше 110 кВ.

ВЛ напряжением 110 и 150 кВ являются районными и предназначены для распределения мощностей внутри энергосистем и предприятий электрических сетей, электроснабжения промышленных предприятий, городов, энергоёмких сельских потребителей, распределения мощностей внутри крупных городов, электрификации железнодорожного транспорта.

Линии электропередачи высокого напряжения 220 кВ и 330 кВ применяются для распределения мощности внутри крупных энергосистем, позволяют снабжать электроэнергией крупных потребителей, удаленные от энергосистем и электрических станций, создавать центры питания для сетей 110 и 150 кВ, выдавать электроэнергию с электростанций сравнительно небольших мощностей.

Внедрение ВЛ 500, 750 кВ и выше позволило создать современную

Единую энергетическую систему России, которая является крупнейшим в мире по территории энергетически объединением.

Применение такого напряжения позволяет передавать большие мощности на значительное расстояние, ограничить сечение проводов экономически приемлемыми величинами, уменьшить потери электроэнергии.

Строительство ВЛ специфично в связи со значительными объемами полевых работ, их рассредоточенностью на значительных расстояниях, частыми перемещениями, меняющимися климатическими условиями. Все это требует применения для ВЛ прогрессивных индустриальных конструкций, высокопроизводительной передовой технологии введения строительно-монтажных работ, современных средств их механизации.



1. Определение расчетных климатических условий

Климатические условия трассы ВЛ определяется по ПУЭ и СНиП 201.07-857- «Нагрузки и воздействия»

Повторение неблагоприятных климатических условий принимается один раз в 25 лет.

Таблица 1.1

Характеристики расчетных климатических условий

Район строительства
Волгоградская область
Район по ветру	Район по гололеду
3	3
Скорость ветра, U м/с	Ветровое давление, W Па	Толщина стенки гололеда, b
25	650	20
Расчетная температура
Высшая температура, t+ ?С	Низшая температура, t-?С	Средне-годовая температура, tc.г. ?С
+35	-40	0
Среднегодовая продолжительность гроз
40-60

Предварительно принимаем опору П 330-3

Принимаем W₀=650 Па

Размещено на http://www.allbest.ru/



Для ВЛ 110-750 кВ нормативное ветровое давление должно приниматься не менее 500 Па.

Для ВЛ 330*750 кВ нормативная толщина стенки гололеда должна приниматься не менее 15мм.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов (тросов) для габаритного пролета

h_пр(п)=h_ср-2/3*fn, h_пр(п)=24,8-2/3*19,95=11,5(м)<15(м)

Kw=1,0

h_пр(т)= h_(т)-л_(т)-2/3*f_(т)=37,7-0,5-2/3*20,05=37,2-13,37=23,83(м)

где: h_ср- среднеарифметическое значение высоты крепления проводов (тросов) к изоляторам, отсчитываемое от отметок земли в местах установки опор. (м)

f- стрела провеса провода (троса) в середине пролета высшей температуре. (м)

f_m= f_n+ h₀+ л_n-z=19,95+4,2+3,2-(7+1,5/100*20)=27,35-7,3=20,05(м)

h₀= h- л_(т)=4,7-0,5=4,2(м)- из геометрической схемы опор

Kw_(т)+1,25+0,25/20*3,83=1,297

Толщина стенки гололеда на проводах (тросах) при высоте расположения приведенного центра тяжести более 25 (мм)

b=b_э*ki*kb(мм)= b_э=20(мм)



2. Конструкции основных элементов ВЛ

2.1 Определение конструктивных и физико-механических характеристик провода и троса

По заданию принят провод АС 300/39.

Согласно заданного напряжения ВЛ 330 кВ принимаем трос ТК 70.

Характеристики провода и ГЗТ приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Характеристика провода и грозозащитного троса

Характеристики	Обозначение	Марка проводов ГОСТ 839-80	Марка тросов ГОСТ 3063-80
		АС-300/39	ТК-70
Диаметр (мм)	d	24.0	11.0
Сечение (мм2)	А	339.6	72.58
Масса (I кг/км)	Р	1132	623
Допускаемое напряжение: (Н/мм2)	[у]
При среднегодовой температуре	[уэ]	84	420
При наибольшей нагрузке	[уг]	126	600
При низшей температуре	[у-]	126	600
Температурный коэффициент линейного удлинения 10-6 град-1	б	19.8	12.0
Модуль упругости, 104 Н/мм2	Е	7.7	18.5

2.2 Выбор марки опоры и её технические характеристики

Согласно заданного материала опоры, кол-ва цепей, марки провода и района по гололеду для проектируемой линии выбираем промежуточную опору П 330-3



Таблица 2.2

Характеристики железобетонной опоры

Тип опоры	Марка провода	Район по гололеду	Расчётные пролёты, м	Угол поворота	Масса опоры, т	Кол-во болтов	Н Но, м	D, м
			габаритный	ветровой	весовой
ПБ 330-3	АС300/39	3	420	495	530		6.39	956	37.7 25.5	14.1

2.3 Технологические характеристики фундамента

Закрепление металлических опор в грунте производим при помощи железобетонных элементов фундамента.

Тип опоры	База опоры (мм)	Элементы фундамента	Кол-во на одну опору	Вес элемента	Объем бетона	Глубина установки (h) (мм)
	А	Б	Наименование	Шифр
П 330-3	5420	3356	подножник	Ф-3	4	3.4	1.17	2.5



3. Механический расчет провода и ГЗТ

3.1 Определение единичных и удельных нагрузок

Определение единичных нагрузок на провод

P₁=P*10^-2=1132*10^-2=11.32 H/м

P₂=0.9рb(d+b)g*10^-3=0,9*3,14*20*(24+20)*9,8*10^-3=24.37 H/м

P₃=P₁+P₂=11.32+24.37=35.69 H/м

P₄=б_w*c_x*W₀*d*10^-3=0,7*1,1*650*24*10^-3=12.01 H/м

P₅= б_w1*c_x1*k_w*W_г(d+2b)*10^-3=40*1,2*1,0*160*(24+20)*10^-3=12.28 H/м

P₆=vP₁²+P₄²=v11,32²+12.01²=16.5 H/м

P₇=vP₃²+P₅²=v35.69²+12.28²=37.74 H/м

Определение единичных нагрузок на трос

P₁=P*10^-2=623*10^-3=6,23 H/м

P₂=0.9рb(d+b)g*10^-3=0,9*3,14*20*(11+20)*9,8* 10^-3=17.17 H/м

P₃=P₁+P₂=6,23+17,17=23,4 H/м

P₄=б_w*c_x*W₀*d*10^-3=0,7*1,2*1.297*650*11*10^-3=7,78 H/м

P₅= б_w1*c_x1*k_w*W_г(d+2b)*10^-3=1*1,2*1.297*160*(11+20)* 10^-3=12.27 H/м

P₆=vP₁²+P₄²=v6.23²+7.78²=9.97 H/м

P₇=vP₃²+P₅²=v23,4²+12,7²=26.62 H/м

Удельные нагрузки на провод

г₁= P₁/A_пр=11,32/339,6=33,33*10^-3 H/м*мм²

г₃= P₃/A_пр=35,69/339,6=105,9*10^-3 H/м*мм²

г₆=P₆/A_пр=16,5/339,6=48,58*10^-3 H/м*мм²

г₇=P₇/A_пр=37,74/339,6=111,13*10^-3 H/м*мм²

Удельные нагрузки на трос

г₁= P₁/A_тр=6,23/72,58=85.83*10^-3 H/м*мм²

г₃= P₃/A_тр=23,4/72,58=322,4*10^-3 H/м*мм²

г₆=P₆/A_тр=9,97/72,58=137,36*10^-3 H/м*мм²

г₇=P₇/A_тр=26,62/72,58=366,76*10^-3 H/м*мм²

Таблица 3.1

Сводная таблица единичных и удельных нагрузок на провод и трос

Марка

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

г1

г3

г6

г7

н/м

н/м*мм2

АС 300/39

11.32

24.37

35.69

12.01

12.28

16.5

37.74

33.33*10-3

105.9 *10-3

48.58*10-3

111.13*10-3

ТК 70

6.23

17.17

23.4

7.78

12.27

9.97

26.62

85.83*10-3

322.4*10-3

137.36*10-3

366.36*10-3

3.2 Определение величин критических пролетов. Первый критический пролет

бE=19.8*10⁶*7.7*10⁴=1.52

0.333[д_-]=0.333*126=41.95

1_крl=4,38[д_-]/г₁*?(бE(t_э-t_-)-0.333[д_-])/E=(4,38*126/33.33*10^-3)*

*v(1.52 (0+40)-41.95)/ 7.7*10⁴=259 м

Второй критический пролет

1_кр2 = 4,9[д_-]*?(б((t_г-t_-))/ (г₇²- г₁²) = 4.9 * 126 * v(19,8 * 10^-6 (-5 + 40)) /

(111.13 * 10^-3)² - (33.33*10^-3)²) = 153,3 м

Третий критический пролет

1_кр3=4,9[д_-]/г₁*?(0,333[д_г]+бE(t_г-t_э))/(E(г₇/г₁)²-2.25)=4.9*126/(33.33*10^-3)*

*v(41.95+1.52*(5-0))/(7.7*10⁴(111.13*10^-3/33,33*10^-3)²-2,25)=131м

3.3 Выбор исходного режима

1_крl=259м>1_кр2=153м>1_кр3=131м второй случай.

Размещено на http://www.allbest.ru/

L = 0.9l_габ=0,9*420 = 378 м

l>1_кр2 -третий исходный режим; третье уравнение

д-(г²El²/24д²) = [д_г]-(г₇²El²/24[д_г])-бE(t-5) El²/24

бE = 19,8*10^-6*7,7*10⁴=1,52

3.4 Вычисление напряжений в проводе

Первый режим. г_l, t_max

д-((33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/д² = 27.45-1,52*(35+5)

д-184832/ д² = -35.75

д₁ = 37,13 H/м*мм²

Второй режим. г_l, t_-

д-((33,33*10^-3)2*458,41*10⁶)/д²= 27.45-1,52*(-40+5)

д-184832/ д²=-34.17

д₂=51,383 H/м*мм²

Третий режим. г_l, t_э

д-((33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/д²= 27.45-1,52*(0+5)

д-184832/ д²=19.55

д₃=42,343 H/м*мм²

Четвертый режим. г₃, t_г

д-((105,09*10^-3)²*458,41*10⁶)/ д²= 27.45-1,52*(-5+5)

д-158401/ д²=27.45

д₄=121,225 H/м*мм²

Пятый режим. г₆, t_г

д-((48,58*10^-3)²*458,41*10⁶)/д²= 27.45-1,52*(-5+5)

д-406254/ д²=27.45

д₅= 93,221 H/м*мм²

Шестой режим. г₇, t_г

д-((111,13*10^-3)²*458,41*10⁶)/д²= 27.45-1,52*(-5+5)

д-1960015/ д²=27.45

д₆=126 H/м*мм²

Седьмой режим. г_l, t=15?С

д-(33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/д²= 27.45-1,52*(15+5)

д-184832/ д²=-4.15

д₇=123,925 H/м*мм²

3.5 Вычисление стрел провесов

Режим I:

f₁=г_ll²/8д₁=(33,33*10^-3*378²)/(8*37,13)=9,06 м



Режим II:

f₂=г_ll²/8д₂=(33,33*10^-3*378²)/(8*51,383)=6,54 м

Режим III:

f₃=г_ll²/8д₃=(33,33*10^-3*378²)/(8*42,343)=7,95 м

Режим IV:

f₄=г₃l²/8д₄=(105,09*10^-3*378²)/(8*121,225)=9,54 м

Режим V:

f₅=г₆l²/8д₅=(48,58*10^-3*378²)/(8*93,221)=5,36 м

Режим VI:

f₆=г₇l²/8д₆=(111,13*10^-3*378²)/(8*126)=16 м

Режим VII:

f₇=г_ll²/8д₇=(33,33*10^-3*378²)/(8*123,925)=4,8 м

3.6 Анализ полученных величин

Критическая температура

t_кр = -5 + ([д_г]/бE)(1- г₁/г₃) = -5 + (126/1,52) * (1-(33.33*10^-3 / 105.09*10^-

³)) = 51.36 ?С

t_кр = 51.36?С > t_max=35?С

Максимальная стрела провеса при максимальной температуре в шестом режиме.

Действительно f_max= f₆=16 м

д₂<д_- 111,13 <126

д₆=д_г 126=126

д₃<д_э 42,343 <84

3.7 Расчет грозозащитного троса

Рассчитываем hп для троса

Z=5,5+(1.5/100)*7,8=6.67м

f_тр=f_n+h₀+ л_n-z=15+4,2+3,2-6.67=15.73м

где f_n-стрела провеса провода в середине пролета (в режиме №7)

_дт7=г_ll²/8f_т=(85.83*10^-3*378²)/(8*15)=102.2 H/мм²

Упрощение уравнения состояния троса



б*Е=12*10⁶*18.5*10⁴=2.22

(Е*l²)/24 = (18.5*10⁴*378²)/24=1101,4*10⁶

Уравнение состояния троса:

Второй режим:

г_l=85.94*10^-3, t_-= - 40

д-((85.94*10^-3)²*1101,4*10⁶/д²)=674.6-2,22*(-40-15)

д-8113781/ д² =-552,5

у₂=110,616 H/мм²

Третий режим:

г_l=85.94*10^-3, t_-= 0

д-((85.94*10^-3)²*1101,4*10⁶/д²)= 674.6 -2.22*(0-15)

д-8113781/ д²=-641.3

д₃=104,317H/мм²

Шестой режим

г₇=366,76*10^-3, t_г= - 5

д-((366,76*10^-3)²*1101,4*10⁶/д²)= 674.6-2.22 *(-5-15)

д-148152.505/д² =-630,2 H/мм²

д₆=328.97 Н/мм²

Седьмой режим. г_l=85.94*10^-3, t_-= +15

д- ((85.94*10^-3)²*1101,4*10⁶/д²)= 674.6-2.22 *(15-15)

д-8113781/ д²=-674.6

д₇ =102,2 H/мм²

Анализ полученных величин

д₂=110.616 H/мм²?[ д_-]=600 H/мм²;

д₃=104.317 H/мм²?[ д_э]=420 H/мм²;

д₆=382.487 H/мм²?[ д_г]=600 H/мм²;

Следовательно, трос полностью соответствует заданным условиям эксплуатации.

конструктивный линия электропередач напряжение



4. Расчет изоляции

4.1 Определение нагрузок на поддерживающую гирлянду

Изоляторы поддерживающих гирлянд выбираем по величине электромеханической разрушающей нагрузки P_эл, которая должна быть не меньше нагрузок, действующих на изолятор, при среднегодовой температуре Q_э и при максимальных нагрузках Q_г то есть должны выполняться условия с учётом коэффициента запаса прочности, регламентированных ПУЭ

P_эл?5*Qэ

P_эл?2.5*Q_г

Где n- число проводов в фазе

G_гир.=1700; n=2 для U=330 кВ.

P_эл?5(G_гир.+n*P₁*l_вес.)*10^-3

P_эл?2.5(G_гир.+n*P₇*l_вес.)*10^-3

P_эл?5(1700+2*11.32*530)*10^-3 =68.5 кН

P_эл?2.5(1700+2*37.74*530)*10^-3 =104.3 кН

Выбираем изолятор ПС 120 Б у которого электромеханическая разрушающая нагрузка P_эл=120кН>104.3кН

4.2 Комплектование поддерживающей гирлянды

Таблица 4.1

Поддерживающая гирлянда 1*19 ПС 120 Б для провода АС 300… АС 500

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса, кг
				1шт.	общее
1	КГП-12-1	Узел крепления подвески к опоре	1	2,0	2,0
2	ПРП-12-1	Промежуточное звено трехлапчатое	1	1,145	1,145
3	ПТМ-12-2	Промежуточное звено монтажное	1	2,1	2,1
4	СР-12-16	Зажим поддерживающий	1	0,41	0,41
5	ПС 120-Б	Изолятор	19	4,43	84,17
6	У-12-16	Ушко укороченное	1	1,19	1,19
7	2ПГН-5-7	Зажим поддерживающий	1	19,3	19,3
Масса арматуры	26,15
Масса подвески	110,32

4.3 Определение нагрузки на натяжную гирлянду

P_эл?6* Qэ

P_эл?2.5* Q_г

P_эл?6v(G_гир.+0,5*P₁*l_вес.)²+( д₃*A_пр)²*10^-3

P_эл?2.5v(G_гир.+0,5*P₇*l_вес.)²+( д₆*A_пр)²*10^-3

P_эл?2,5v(1700+0,5*37.74*530)²+(126*339,6)²*10^-3=111 кН

P_эл?6v(1700+0,5*11.32*530)²+(42,313*339,6)²*10^-3=90.7 кН

Выбираем изолятор ПС 120 Б у которого электромеханическая разрушающая нагрузка P_эл=120кН>111кН

4.4 Комплектование натяжной гирлянды

Таблица 4.2

Натяжная гирлянда 2*19 ПС120-Б для провода АС300;АС 330/43

Поз	Обозначение	Наименование	Кол	Масса , кг
				1шт	общая
1	КГН-16-5	Узел крепления Подвесок	2	6,0	12,0
2	СК-16-1А	Скоба	4	1,22	4,88
3	СК-12-1А	Скоба	4	1,13	4,52
4	ПРР-12-1	Звено промежуточное регулирующее	2	4,05	8,1
5	ПТМ-12-2	Звено промежуточное монтажное	2	2,1	4,2
6	СР-12-16	Серьга	2	0,41	0,82
7	ПС 120-Б	Изолятор	38	4,43	168,34
8	У1-12-16	Ушко однолапчатое	2	1,4	2,8
9	2КЛ-16-1	Коромысло	1	26,0	26,0
10	ПРР-16-1	Звено промежуточное регулирующее	4	5,0	20,0
11	СКТ-16-1	Скоба трехлапчатая	2	1,52	3,04
12	ПТМ-16-2	Промежуточное звено монтажное	2	2,55	5,1
13	ПРП-12-1	Промежуточное звено переходное	2	1,7	3,4
14	НАС-330-1	Зажим натяжной	2	2,23	4,46
15	НКЗ-1-1Б	Кольцо защитное	2	4,2	8,4
Масса арматуры для АС 300/39 Масса гирлянды	107,72 276,1



5. Расчет опоры

5.1 Определение нормативных нагрузок на провода

Вертикальные нагрузки

1. От собственного веса опоры

G_оп^н=6.39*10⁴=63900 Н

2. От веса гирлянды

G_гир^н=110.32*10⁴=1103 Н

3. От веса провода (троса) без гололеда

G_пр^н=P_1пр* l_вес=11,32*530=6000 Н

G_тр^н=P_1тр* l_вес=6,23*530=3302 Н

4. От веса гололеда на проводе (тросе)

G_{гол.(пр)}^н=P_2пр* l_вес= 24,37*530=12916 Н

G_{гол.(тр)}^н=P_2тр* l_вес= 17,17*530=9100 Н

5. От веса провода (троса) с гололеда

G_пр(гол)^н=G_пр^н+G_{гол.(пр)}^н=6000+12916=18916 Н

G_тр(гол)^н=G_тр^н+G_{гол.(тр)}^н=3302+9100=12402 Н

Горизонтальные нагрузки

1. От давления ветра на провод (трос) без гололеда

k_l=1+(0.05/100)*10=1.005 Н

P_пр^н=k_l*P_4пр*l_ветр=1*12,01*495=5945 Н

P_тр^н=k_l*P_4тр*l_ветр=1*47,789*495= 3856Н

2. От давления ветра на провод (трос) с гололеда

P_пр(гол)^н=k_l*P_5пр*l_ветр=1*12,28*495=6079 Н

P_тр(гол)^н₌ k_l*P_5тр*l_ветр=1*12,27*495=6074 Н

3. Нагрузка на опору ВЛ от тяжения при обрыве провода (троса)

T_пр^н=б*г*д₃*A_пр=0,8*0,4*42,343*339,6=4602 Н

T_тр^н=б*д₃*A_пр=0,5*104,317*72,58=3786 Н

5.2 Определение расчётных нагрузок на опору в нормальном и аварийном режимах

№	Наименование нагрузок	Обозначение	Нормативные нагрузки Н	Коэффициент надежности по отв. гn	Коэффициент надежности по нагрузки гf	Коэффициент условий работы гd	Региональный коэффициент гp	Расчетные нагрузки
								Нормальный режим	Аварийный режим
								без гололеда	при гололеде	обрыв провода	обрыв троса
1	Вес опоры	GК	63900	-	1,05	-	-	67095	67095	67095	67095
2	Вес поддерживающей гирлянды	Gгир	1103	-	1,05	-	-	1158	1158	1158	1158
3	Вес провода	Gп	6000	-	1,05	-	-	6300	6300	-	-
4	Вес троса	Gт	3302	-	1,05	-	-	3467	3467	-	-
5	Вес гололеда на проводе	Gгол(п)	12916	1,3	1,3	1,0	1,0	-	21828	-	-
6	Вес гололеда на тросе	Gгол(т)	9100	1,3	1,3	1,0	1,0	-	15379	-	-
7	Вес провода с гололедом	Gп(гол)	18916	-	-	-	-	-	28128	-	-
8	Вес троса с гололедом	Gт(гол)	12402	-	-	-	-	-	18846	-	-
9	Давление ветра на провод	Рп	5945	1,1	1,3	1,0	-	8501	-	-	-
10	Давление ветра на трос	Рт	3856	1,1	1,3	1,0	-	5514	-	-	-
11	Давление ветра на провод с гололедом	Рп(гол)	6079	1,1	1,3	1,0	-	-	8693	-	-
12	Давление ветра на трос с гололедом	Рт(гол)	6074	1,1	1,3	1,0	-	-	8686	-	-
13	Тяжение при обрыве провода	Тп	4602	-	1,3	-	-	-	-	5983	-
14	Тяжение при обрыве троса	Тт	3786	-	1,3	-	-	-	-	-	4922

Расчетные схемы

1. Нормальный режим с W; без гололеда

Размещено на http://www.allbest.ru/



2. Нормальный режим с W=0.25; с гололедом

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Аварийный режим при обрыве провода

Размещено на http://www.allbest.ru/

4. Аварийный режим при обрыве троса

Размещено на http://www.allbest.ru/



5.3 Расчет элементов опоры

Определяем угол наклона поясного уголка

г = arctg(B*b/2*h)

г = arctg(3,356*0,2-1/2*37,7)=2,4

b₁ = B-2*h₁*tgг

b₁ = 3,356-2*17,7*0,042=1,8692 м;

b₂ = B-2h₂*tgг

b₂ = 3,356-2*0,042=1,0292м;

Размещено на http://www.allbest.ru/

h₁=37,7 м; h₂=33,5 м; h₃=33 м; h₄=32,7 м; h₅=26,3 м; h₆=25,5 м; h₇=22,7 м;h₈=8,85 м;



Наименование элементов	Эскизы средняя отметка	Нормативное ветровое давление W Па	Коэффициент по высоте Kw	Ветровое давление W Па	Площадь элементов fi м2	Площадь контуров элементов А м2	Коэффициент заполнения фермы ц	Аэродинамический коэффициент плоской фермы Сф	Коэффициент з	Аэродинамический коэффициент пространственной фермы Спр	Норматив-ная ветровая нагрузка Н	Расчетная ветровая нагрузка Н
											С гололедом	Без гололеда	С гололедом	Без гололеда
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Верхняя траверса		650	1,4	910	0,6	2,4	0,25	0,35	0,75	0,61	899	225	1088	272
Средняя траверса левая		650	1,3	845	1,16	4,64	0,25	0,35	0,75	0,61	1614	404	1953	489
Средняя траверса правая		650	1,3	845	1,66	6,64	0,25	0,35	0,75	0,61	2310	578	2795	699
Верхняя секция		650	1,4	910	1,54	6,15	0,25	0,35	0,75	0,61	2304	576	2788	697
Средняя секция		650	2,7	1755	3,66	14,65	0,18	0,25	0,86	0,47	8157	2039	9870	2467
Нижняя секция		650	1	650	11,6	46,51	0,15	0,21	0,92	0,4	8162	2041	9877	2470

Расчёт ветровых нагрузок на элементы опоры

Усилия в поясном уголке. Нормальный режим, гололёда нет

УМ^р₀ = Р^р_т*h₁ + P^p_тp1*h2 + P^p_np*h₃ + P^p_c1*h₄ + (Р^р_тр2 + Р^р_тр3)*h₅ + 2*Р^р_пр*h₆ +

+ Р^р_c2*h₇ + P^p_c3*h₈ + (G_гир + G_п)l (H*м)

УМ^р₀=5514*37,7+1088*33,5+8501*33+2788*32,7+(1953+2795)*26,3+850

1*25,5*2+9870*22,7+9877*8,85+(1158+6300)*8,3=1547811,65 (Н*м).

Нормальный режим, b=0,w, гололёда нет

УG^p = G^p_т + 3*(G^p_гир + G^p_пр) + G^p_k (H)

УG^p = 3467 + 3*(1158 + 6300)+67095 = 92936 (H)

Нормальный режим, гололёд есть

УМ^р_0(гол) = Р^р_т(гол) * h₁ + P^p_{тр1(гол)} * h₂ + P^p_np(гол) * h₃ + P^p_c1(гол)*h₄ + (P^р_{тр2(гол)} +

+ Р^р_{тр3(гол)}) * h₅ + 2 * P^p_np(гол) * h₆ + Р^р_c2(гол)*h₇ + Р^р_c3(гол) * h₈ + (G^р_{гир(гол)} +

G^р_п(гол)) * l (Н*м)

УМ^р₀ = 8686*37,7 + 272*33,5+8693*33+697*32,7+(489+699)*26,3

+8693*25,5*2+2467*22,7+2470*8,85+(1158+6300)*8,3=1260584,3 (Н*м)

Нормальный режим, w=0,25w, гололёд есть.

УG^p_(гол)=G^p_тр(гол)+3*(G^p_гир+G^p_пр(гол))+G^p_k (H)

УG^p_(гол)=18846+3*(1158+28128)+67095=18846 (Н)

Нормальный режим w=0,25w; гололёд нет

Условие в поясных уголках нижней секции

U = (УМ^р₀ / 2*В*cosг) + (УG^p/4*cosг) = (1547811,65 / (2*3,356*cos2,4) +

92936(4*cos2,4) = 254060,5 (кH)

Нормальный режим w=0,25w; гололёд есть

U_(гол) = (УМ^р_0(гол) / 2*В*cosг) + (УG^p_(гол)/4*cosг) = 192691,06 (кН)

Так как U=254060,5(кН)>U_(гол)=192691,06(кН), в дальнейших расчётах будем использовать один режим: нормальный режим w, гололёда нет.

5.3.4 Усилия в раскосах

D = D_т+D_m (H)

D_т = T^p_np*b₀*cosг/(b_m*cos(г+в));

D_т = 5983*1*cos2,4/(5,42*cos(30,4))=4194,17 (H)

D_m = (M_kp*cosг)/(2*b_m*cos(г+в));

D_m = (49658,9*0,99912283)/(2*5,42*cos(30,4))=5306,65 (H)

M_kp = T_np*l;

M_kp = 5983*8,3=49659 (Н*м);

D = D_т + D_m = 5306,65 + 4194,17 = 9500,82 (H)

5.3.5 Подбор сечения поясного уголка:

у=(U/ц*F)?[R]=21000 (Н/см²⁾;

F?(U/(ц*[R]));

F?(254060,5/0,7*21000); F?17,28 см².

Выбираем равнобокий уголок №10; F=19,2 см²; i_x=3,05 см.

л?[л]. Гибкость

л = (M_n*l_n)/ix = (1,14*120)/3,05=44,85<120; ц=0,82.

у=254060,5/(0,82*19,2)=16136,97

- уголок недогружен, выбираем уголок меньшего сечения.

№10; F=15,6; ix=3,07

л =(1,14*120)/3,07=44,56<120.

у=254060,5/(0,82*15,6)=19860,89<21000 (H/см²).

Окончательно выбираем уголок №4; F=3,08 см²

Размещено на http://www.allbest.ru/

8



Подбор сечения нижнего раскоса:

Раскос выбираем из условия прочности на изгиб

У = (D/m*ц*F)?[R] = 21000(Н/см²).

F ? (D/m*ц*[R]) = (9500,82/(21000*0,3*0,75))=2,01 cм².

№3,6; F=2,1 cм²; i_min=0,71.

л?[л]=180. Л = (M_p*l_p/i_min).

M>(l⁰_p/i_min) = (220/1)=220

l_p=220; l^p_p=0,8*l_p = 0,8*220=176.

M_p=(0,94+0,88)/2 = 0,7.

Л = (0,96*220/1) = 216,9<180>ц=0,2.

F = 9500,82/(0,75*0,2*21000)=3,02 cм²

Выбираю уголок №4 F=3,08 cм²

Выбранный раскос по продольному изгибу необходимо проверить на растяжение и сжатие в ослабленном сечении:

у=D/F^|?[R]=21000(H/см²)

F^|=F-S_отв=3,08-0,76=2,32 (см²)

S_отв=d*b=1,9*0,4=0,76 (см²)

у=9500,82/2,32=4095,2(H/см²)<[R]=21000(H/см²)

Размещено на http://www.allbest.ru/

4



6. Расчет основания

Исходные данные для расчета закрепления металлической опоры П 330-3

1) Тип грунта: супеси.

2) Показатель консистенции: J₁=0,29

3) Пористость грунта: e=0,45

4) Нормативное удельное сцепление грунта: С_н=13 кН/м²

5) Нормативное значение модуля деформации грунта: Е_n=32000Н/м

6) Нормативный угол внутреннего трения: ц^н=28 град

Расчетные значения:

При расчетах по прочности:

ц_I = ц^н/Кг = 28/1,1 = 25,5 град

С_I = С^н/Кг = 1,3/3,3 = 3,94 кН/м²

Е_I = Е^н/Кг = 32000/1 = 32000 кН/м²

При расчетах по деформации грунта:

ц_II= ц^н =28 град

С_II=С^н =1,3 кН/м²

Е_II=Е^н =32000 кН/м²

Расчетная сжимающая сила, действующая на один подножник:

Nсж^р = ?M^p/2Bcosг-?G^p/4cosг

Nсж^р = 256.03[n.53,U]

Расчетная вырывающая сила, действующая на один подножник:



Nвыр^р = ?M^p/2Bcosг-?G^p/4cosг

Nвыр^р = (1547811,65/2*3,356*cos2,4)-(92936/4* cos2,4)=207,6 кН

Расчетная поперечная сила, действующая на один подножник:

Q^р=0,25(Рт^р+ Рк^р +6 Рп^р)

Q^р=0,25(5514+28371+6*8501)=21222,7 Н=21,2 кН

Q^рн=0,25(Рт^р+ Рк^р +6 Рп^р)

Q^рн=0,25(5945+23447+6*3856)=13132 Н=13,1 кН

Расчет закрепления опоры

Nвыр^н ? m*R3*Fo+Gф^н=1,2*60*3,08+34=255,8

h/a=2,5/1,8=1,4 R3=60 [по таб. 6.4]

m = mгр*mo*mc = 1,0-1,2-1,0=1,2

Fo = a²-b²=1,8²-0,4²=3,08

Mгр = 1,0

Mo = 1,2

Mc = 1,0

Nвыр^н = 207,6 кН<255,8

Условие выполняется.

Нормативная вырывающая нагрузка:

без гололеда

?М^н= Рт^н *h1+( Ртp1^н)*h2+ Рт^н+ Рc1^н*h4+( Ртp2^н+ Ртp3^н)*h5+2Рn^н*h6+

Рc2^н*h7+ Рc3^н*h8

?М^н=3856*37,7+(899)*33,5+3856+2304*32,7+(1614+2310)*26,3+2*5945

*25,5+8157*22,7+8163*8,85=918487,15

без гололеда

?G^н= Gm^н+ Gk^н+6(Gn^н+ Gгир^н)

?G^н=3302+63900+6(6000+1103)=109820

Nвыр^н =207,6 кН

m*R3*Fo+ Gф^н=255.8 кН

207,6<255,8

Условие выполняется

Проверка прочности грунта под пятой подножника на центральное сжатие.

Должно выполняется условие:

Gcp= Nc^н/F+ц3^H*h?Rs

Gcp=164,4/3,24+17*2,5?382

169,4<382

Gcp -среднее напряжение в грунте по подошве фундамента

Условие выполняется.

F=a²=1,8²=3,24 м²

Rs=382 kH/ м²

Условие по деформации грунта на внецентровое сжатие:

Gmax = Gcp+(Q^H*H)/W?1,2*Rs 1,2*382=458,4

W=a³/6=1,8³/6=0,972 м³- момент сопротивления опорной плиты

Н - высота подножника = 2,7

Gmax = 169,4+(13,1*2,7)/0,972=205,8<458,4

Условие выполняется.

Расчет по прочности

1) г3^н=17

2) ш_о=0,8г1=0,825,5=20,4град где г1= г^н/Кг

3) Со=0,6с1=0,6*394=2,364 где с1=сн/Кг

Условие прочности:

Nвыр^н ?1/Кн*No+Gф^н*n

Nвыр^н ?1/1*339,6+29*1,1=371,5

Кн=1,0

No=г3*Vr=Co*щ*cos ш_о=17*19*63+2,364*2,65*cos20,4=339,6

Vг=V-Vф=20,8-1,17=19,63

щ=2*(1,8+3,5)*0,25=2,65

V=(h/3)*(a²+a1²+a+a1)=(2,5/3)*(1,8²+3,5²+1,8+3,5)=20,8 м³

а1=а+2ho*tg ш_о=1,8+2-2,3*tg20,4=3,5 м

1/Кн*No+Gф^н*n=1/1*339,6+29*1,1=371,5 кН

ho= h-d=2,4-0,1=2,3

Проверяем условие прочности:

Nвыр^н=207,6<371,5 кН

Условие выполняется.

Выбранный подножник Ф3 и заданный тип грунта полностью обеспечивают надежную работу закрепления.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Крюков К.П., Новгородцев Б.П. « Конструкции и механический расчёт линий электропередачи». Энергия 1979 г.

2. Правила устройства электроустановок. НЦ ЭНАС 2003 г.

3. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под редакцией И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова. Энергоатомиздат 1981 г.

4. Каталог унифицированных опор фундамента. Институт энергосетьпроект

5. Каталог изоляторов и арматуры. Институт энергосетьпроект

6. Монтажные таблицы. Высшая школа 1974 г.

7. Методическое пособие по практическим работам. НЭТ

Размещено на Allbest.ru