4、地震工况:考虑水平地震作用及相应的风荷载(或相应的冰荷载)、导线张力、自重等,地震工况下的结构抗力(抗拔、抗倾覆等)或承载力调整系数按《构筑物抗震设计规范》采用。
5、温度变化作用效应:在计算屋外变电构架的温度变化作用效应时。可按在冬季低温或夏季高温条件下安装,而在最大风环境气温条件下运行,其所产生的温度应力应与最大风工况的导线张力和最大风荷载组合。 (二)、中间构架
两侧均挂导线的中间构架应考虑以下两种情况: ①
正常运行情况(大风和覆冰)和导线上人检修情况条件下,构架两侧导线所产生的不平衡张力;
②
在安装或移换导线时所产生的最不利情况,一般按一侧架线另一侧不架线的条件对构架及基础进行承载能力计算。
若中间柱在满足上述条件有困难时,根据工程的具体条件也可以在安装过程中设置临时拉线或对导线安装顺序提出要求,但必须在施工图中予以详细说明。
(三)、其它有关构架及计算数据采用
①、转角构架可以是终端构架,也可以是中间构架,应根据工程的具体条件,分别按中间构架或终端构架进行设计。
②、出线构架一般按终端构架进行设计,在线路侧一般不考虑导线上人检修,只有当线路侧装有电气设备并有引下线时,才考虑导线单相上人作业的荷载(按实际作用位置进行计算)。
③、对单侧打拉线(条)的单杆结构,必须考虑在导线未架设情况下验算在在大风
作用时柱和基础的承载能力。
④、对有可能上人的钢结构构件,应验算上人时所产生的局部弯曲应力,对与主材单螺栓连接的杆件,其弯距值可取PL/4;对与主材有两个及以上螺栓连接的杆件或焊接连接的杆件,其弯距值可取PL/6。(上人荷载P可取800N,L为节点间杆件的长度)。
⑤、中间构架的不平衡张力,即张力差,可按绝对张力差法计算,也可按相对张力差法计算。 ⑥、全联合构架的计算,应考虑联系梁对构架柱的直接支撑作用。计算联合构架内部导线拉力对构架柱的作用时,联系梁直接支撑点宜按不动铰支撑设计,计算联合构架外部导线拉力对构架柱的作用时,联系梁直接支撑点宜按弹性铰支撑考虑。全联合构架整体结构分析,应分别以不同方向最大风工况作为主要设计条件。 ⑦、荷载组合系数的采用,对于屋外变电构架的多跨连续排架或刚架结构,当温度变化作用与最大风工况的风荷载组合时,荷载组合系数取0.85,在其他情况下荷载组合系数均取1.0。
⑧、地震作用效应与其它荷载效应组合时,应计入下列各项作用:一是恒载; 二是导线、金具和绝缘子重等设备荷载;三是正常运行时最大导线张力。地震作用情况下,结构风荷载组合值系数为0.2,设备风荷载组合值系数为0.25,冰荷载组合值系数为0.5。
(四)、变电构架常用荷载组合
①、变电构架主要荷载的符号及意义如下: Gk—结构自重及其他恒载效应标准值;
Wk—大风气象条件下作用于构架和导线上的风荷载效应标准值(导线风荷载作用方向
与导线垂直);
W10k—对应风速为10m/s时作用于构架和导线上的风荷载效应标准值(导线风荷载作用方向与导线垂直);
D11k—大风气象条件下的导线荷载效应标准值,对应结构风压取Wk; D12k—覆冰有风气象条件下的荷载荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; D13k—最低温气象条件下的荷载荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; D14k—最高温气象条件下的荷载荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; D21k—安装气象条件下紧线相的导线荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; D22k—安装气象条件下非紧线相的导线荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; D31k—三相同时上人停电检修时的导线荷载效应标准值(仅考虑母线),对应结构风压取W10k;
D31k—单项导线上人检修时的导线荷载效应标准值,对应结构风压取W10k; Δt50—冬季安装,最高日计算平均气温下运行时的温度作用效应,计算温差Δt=+50℃;
Δt-40—夏季安装,最低日计算平均气温下运行时的温度作用效应,计算温差Δt=-40℃;
Δt35—冬季安装,最大风条件下运行时的温度作用效应,计算温差Δt=+35℃; Δt-30—夏季安装,最大风条件下运行时的温度作用效应,计算温差Δt=-30℃; Ek—地震作用效应标准值;
Fk—偶然工况下导线荷载作用效应标准值; ②、承载能力极限状态荷载效应组合。
承载能力极限状态组合用于导致结构破坏的构件和连接的强度、稳定等计算。
变电构架按承载能力极限状态设计时,应考虑荷载效应的基本组合,必要时还要考虑荷载效应的偶然组合。
Ⅰ、荷载效应基本组合如下: A、 运行工况: a、 大风工况:
1.0 Gk+1.3 D11k+1.4 Wk(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D11k+1.4 Wk(荷载效应对结构抗力不利时) b、 覆冰有风工况:
1.0 Gk+1.3 D12k+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D12k+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力不利时) c、 温度作用工况:
1.0 Gk+1.3 D13k+1.0Δt-40+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D13k+1.0Δt-40+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力不利时) 1.0 Gk+1.3 D14k+1.0Δt+50+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D14k+1.0Δt+50+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力不利时)
1.0 Gk +1.0Δt+35(或Δt-30)+0.85(1.3 D11k+1.4 Wk)(荷载效应对结构抗力有利时)
1.2 Gk +1.0Δt+35(或Δt-30)+0.85(1.3 D11k+1.4 Wk)(荷载效应对结构抗力不利时) B、安装工况
1.0 Gk+1.2D21k+1.2D22k +1.4 Wk(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.2D21k+1.2D22k +1.4 Wk(荷载效应对结构抗力不利时)
C、检修工况
1.0 Gk+1.2 D31k+1.4 W10k(仅母线才考虑三相上人检修且一个档距内只有一个回路的三相导线上人检修,荷载效应对结构抗力有利时)
1.2 Gk+1.2 D31k+1.4 W10k(仅母线才考虑三相上人检修且一个档距内只有一个回路的三相导线上人检修,荷载效应对结构抗力不利时)
1.0 Gk+1.2 D32k(上人检修相)+1.2D22(未上人检修相)+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力有利时)
1.2 Gk+1.2 D32k(上人检修相)+1.2D22(未上人检修相)+1.4 W10k(荷载效应对结构抗力有利时) D、地震作用效应组合:
1.0 Gk+1.3 D12k+1.3 Ek(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D12k+1.3 Ek(荷载效应对结构抗力不利时)
1.0 Gk+1.3 D11k+1.3 Ek+0.2×1.4 Wk(荷载效应对结构抗力有利时) 1.2 Gk+1.3 D11k+1.3 Ek+0.2×1.4 Wk(荷载效应对结构抗力不利时)
E、荷载效应的偶然组合。对于硬连接的管母构架等需按偶然组合考虑短路电动力的作用。 1.0 Gk+1.0 Fk
③、正常使用极限状态组合。正常使用极限状态组合用于影响结构正常使用和耐久性的,如构件的变形、裂缝等计算。变电构架按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用荷载效应的标准组合。
根据变电站建筑结构设计技术规定的有关要求,正常使用极限状态可取安装工况(10m/s风速,无冰及相应的环境温度)条件作为变形验算的荷载条件。
验算以承受风荷载为主的设备支架、避雷针以及中间构架的柱顶变形时,可取最大风工况条件下的荷载标准值乘以0.5的标准永久系数作为正常使用极限状态变形验算的荷载条件。 1.0Gk+1.0 D22k+ W10k 1.0Gk+1.0 D11k+ 0.5Wk
注:上述荷载效应的基本组合及荷载效应的标准组合为计算构架的最基本荷载组合,设计人员在计算时应根据具体工程条件对上述荷载组合进行增减,如终端构架往往由覆冰或大风工况控制,而中间构架往往由安装工况控制。特别对于联合构架,每一种工况都可能出现很多组合,可根据上面的基本组合在进行扩展。另外,当电气不能提供安装工况条件下导线(非紧线相)张力时,也可取最低温度条件下导线张力作为安装工况条件下的导线张力。
本手册中考虑的温差是最不利情况,具体可根据具体地域或气象条件选择计算温度差。
第三章 静力计算