单榀桁架体型系数为μSt=Ψμ
S,
桁架杆件及节点挡风的静投影面积约为:
An=2*0.08*16+11*1.05*0.07+10*1.95*0.07=4.74m2 桁架轮廓面积约为: A=(1.05+0.08)*16=18.08m2 有桁架挡风系数Ψ: Ψ=An/A=4.74/18.08=0.26 μSt=ΨμS=0.26*1.3=0.34 风振调整系数为1.0
则风荷载设计值为:w=μSt μz*μt *W0=0.34*1.1*1*1=0.374kN/m2 那么,梁上线荷载为:qw=0.374*(1.05+0.08)*1.4=0.60 kN/m 3.1.3 内力计算
根据《变电架构设计手册》P46~47,横梁按简支梁进行计算 梁自重产生的跨中最大弯矩 Mq=ql2??1.34?162?42.88kN?m 导线张力及风荷载产生的跨中最大弯矩
Ms=11sl?sa?q1l248181818 ??21.35?16?21.35?3.5??0.60?162
14?179.33kN?m全部垂直荷载产生的跨中最大弯矩
11l(p?p1?2)?pa??16?(4.90?0.5?2)?4.90?3.5?46.75kN?m44 (P1为绝缘子串重量,由于缺乏资料,其设计值据类似工程取为0.5KN)
?Mp?6
支座处水平桁架平面内的剪力
QH=1.5S+1/2*q1*l=1.5×21.35+0.5*0.6*16=36.83KN 支座处垂直面桁架平面内的剪力
Qv?111(3.0P?0.5P1?ql?1.5?2)22sin?111?(3.0?4.9?0.5?0.5??1.2?16?1.5?2) 22sin31?26.76kN梁按正三角形布置 上弦杆内力
N??Mq??Mph??38.40?46.75??81.10kN
1.05下弦杆内力
N?Mq??Mp2h?Ms38.40?46.75179.33148.65???b2?1.050.636?69.34kN
其中h为截面高度,为636mm;b为截面宽度,为900mm。 斜材内力 水平桁架的斜材
D?QH18.82??12.66kN nsin?2*sin48倾斜桁架的内力由于QV值较小,不以计算。 3.1.4 截面特性计算
横梁主材拟采用φ108×6钢管,斜材拟采用L56X5。截面特性通过计算,结果如下:
☆ 截面:三根钢管组合格构式截面
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钢管截面 D*T=108*6 截面高:636,截面宽:900 ☆ 截面材料:钢 ☆ 截面特性 ◎ 下肢截面特性
A=3.845e-003; Xc =0.0000e+000; ◎ 上肢截面特性
A=1.923e-003; Xc =0.0000e+000; ◎ 单个钢管截面特性 A=1.923e-003;
Ix =2.509e-006; Iy =3.2.509e-006; ix =33.612e-002; iy =3.612e-002; Wx =4.646e-005; ◎ 整体截面特性(对形心)
利用惯性轴平移轴公式计算在进行叠加:
I??(Ii?d2A)
i?13 A=5.769e-003; Xc =0.000e-000; Yc =2.120e-001; Ix =0.526e-003; Iy=0.786e-003; ix =3.020e-001; iy =3.691e-001; 整个构件对X及Y轴的长细比为:
?x?l0?ix?13000?302?43.05
?y?l0?iy?13000?369?35.23
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格构式构件的换算长细比为:
?0x??x242A42?75.769?1032??43.05??45.3 22A1(1.5?cos?)541.5?3(1.5?cos30)42A42?75.769?1032??35.23??37.9 A1cos2?541.5?3?cos230?0y??y2查《变电构件设计手册》附录IV,偏于安全取Ψ=0.888 对单肢的长细比为:
单角钢:?x?l0?ix?1600?36.12?44.30
查附录IV,对上弦杆偏于安全取?=0.888;其中1600mm为两腹杆节点间距离。 3.1.5 应力计算
按轴心构件计算主材、斜材的应力 受拉:??NN 受压:?? A?A单根钢管截面积为2513mm2,单根角钢截面积为541mm2 上弦杆??下弦杆??N79310??46.44?210N/mm2 ?A0.888?1923N148650??77.30?210N/mm2 A1923N12660?23.38?210N/mm2 斜材???A541.53.1.6 梁挠度计算
Bg=0.9EI(采用较小刚度进行计算,偏于安全) =0.9×206000×0.786×109=1.457×1014
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pal2f?24Bg2?pl35ql4?a????3?4????l48B384Bg????g??23?5?1.2?130004?2500??9410?13000?????3?4?14141300048?1.457?10384?1.457?10??????9410?2500?130002?24?1.457?1014?3.24?2.96?3.06?9.26?l13000??52mm250250将自重及出线荷载按同一方向计算,偏于安全。
3.2 构架计算
进线构架为二至七跨连续构架,边跨简化为单跨进行计算,计算构架尺寸如下图所示
019.0R2H2H1R1H1R1H1R1R2H2014.50.00 R1=2.95KN,H1=9.41KN,H2=4*1.4=5.6KN R2=2*1.4+3*1.2=6.4KN,
根据前面计算,横梁自重按1.2KN/m
为简化计算,将梁自重的均布荷载转化为集中荷载加入到导线垂直荷载中计算。
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