220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书
a) ?Z=2.0 （查《手册》3.1.3.5条 5.风振系数，下同）
b) 中心标高H=28.5+2.5/2=29.75m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数（查《手册》表3-5，
下同）：
?Z=1.34+
29.75?2530?25(1.42?1.34)=1.416
?2c) ?Z0d=1.41630.930.0422=0.002；故体形系数?S=1.2（查《手册》表3-2，下同）
d) ?K=?Z?S?Z?0=2.031.231.41630.9=3.06 kN/㎡ e) 沿高度方向线荷载：q1=?K3d=3.0630.042=0.13 kN/m f) 第一段中点处集中力：Q1=q132.5=0.33 kN 2) 第二段计算：
a) ?Z=2.0
b) 中心标高H=26.0+2.5/2=27.25m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
?Z=1.34+
27.25?2530?25(1.42?1.34)=1.367
?2c) ?Z0d=1.36730.930.0832=0.008?[0.002,0.015],
故体形系数?S=1.2-
0.008?0.0020.015?0.002(1.2?0.6)=0.92
??d) ?K=?ZS?Z0=2.030.9231.36730.9=2.26 kN/㎡
e) 沿高度方向线荷载：q2=?K3d=2.2630.083=0.19 kN/m f) 第二段中点处集中力：Q2=q232.5=0.48 kN 3) 第三段计算：
a) ?Z=2.0
b) 中心标高H=23.5+2.5/2=24.75m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
?Z=1.25+
c)
24.75?2025?20(1.34?1.25)=1.336
?Z?0d2=1.33630.930.1272=0.019>0.015,
故体形系数?S=0.6 d)
?K=?Z?S?Z?0=2.030.631.33630.9=1.44 kN/㎡
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220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书
e) 沿高度方向线荷载：q3=?K3d=1.4430.127=0.18 kN/m f) 第三段中点处集中力：Q3=q332.5=0.45 KN 4) 第四段计算：
a) ?Z=2.0
b) 中心标高H=21.0+2.5/2=22.25m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数：
?Z=1.25+
22.25?2025?20(1.34?1.25)=1.291
?2c) ?Z0d=1.29130.930.1682=0.032>0.015故体形系数?S=0.6 ??d) ?K=?ZS?Z0=2.030.631.29130.9=1.39 kN/㎡
e) 沿高度方向线荷载：q4=?K3d=1.3930.168=0.23 kN/m f) 第四段中点处集中力：Q4=q432.5=0.58 KN 5) 第五段计算：
a) ?Z=2.0
b) 中心标高H=18.5+2.5/2=19.75m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
?Z=1.20+
19.75?17.520?17.5(1.25?1.20)=1.245
?22c) ?Z0d=1.24530.930.194=0.042>0.015故体形系数?S=0.6 ??d) ?K=?ZS?Z0=2.030.631.24530.9=1.34 kN/㎡
e) 沿高度方向线荷载：q5=?K3d=1.3430.194=0.26 kN/m f) 第四段中点处集中力：Q5=q532.5=0.65 kN 6) 避雷针各段风荷载参数一览表：
?0（kN/Ii ?Z ?S ?Z ?K（kN/㎡） q (kN/m) Q (kN) d(mm) （cm4）s 3.06 2.26 1.44 1.39 6
㎡） 第一段(2.5m) 2.0 1.2 1.416 1.367 1.336 1.291 0.9 0.9 0.9 0.9 0.13 0.19 0.18 0.23 0.33 0.48 0.45 0.58 42 83 127 168 9.453 93.561 357.14 1003.117 第二段(2.5m) 2.0 0.92 第三段(2.5m) 2.0 第四段(2.5m) 2.0
0.6 0.6 220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书
第五段(2.5m) 2.0 0.6 1.245 0.9 1.34 0.26 0.65 194 1800.076 7) 避雷针第五段底端弯矩、轴力、剪力值(均为标准值)：
MK针=Q1311.25+ Q238.75 +Q336.25+ Q433.75+ Q531.25
=0.33311.25+ 0.4838.75 +0.4536.25+ 0.5833.75+ 0.6531.25=13.71 kN m NK针=2.9 kN（自重）
VK针=?Qi=0.33+ 0.48 +0.45+ 0.58+ 0.65 =2.49 kN
2. 地线柱风荷载计算
a) ?Z=2.0
b) 标高为14.5+4/2=16.5m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
?Z=1.14+c) ?Z?0 d
216.5?1517.5?15(1.2?1.14)=1.176
2=1.17630.930.273
=0.08>0.015故体形系数?S=0.6
d) ?K=?Z?S?Z?0=230.631.17630.9=1.27 kN/㎡ e) 沿高度方向线荷载：qK地柱=?K3d=1.2730.273=0.35 kN/m f) VK针=0.3534 =1.40 kN
3. 人字柱风荷载计算
a) ?Z=1.2
b) 标高14.5-4.5/2=12.25m ，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
?Z=1.00+
c)
12.25?1012.5?10(1.07?1.00)=1.06
?Z?0d2=1.12630.930.2732=0.076>0.015故体形系数?S=0.6
d) 标高10.00m以上时：
?K=?Z?S?Z?0=1.230.631.0630.9=0.69 kN/㎡ ?K=?Z?S?Z?0=1.230.631 .0030.9=0.65 kN/㎡
标高10.00m以下时：e) 沿高度方向线荷载：
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标高10.00m以上：qK人柱=?K3d=0.6930.273=0.19 kN/m（当为?273钢杆） qK人柱=?K3d=0.6930.377=0.26 kN/m（当为?377钢杆） 标高10.00m以下：qK人柱=?K3d=0.6530.273=0.18 kN/m（当为?273钢杆）
qK人柱=?K3d=0.6530.377=0.25 kN/m（当为?377钢杆）
总上所述，构架10.00m以上及以下时线荷载差别不大，为方便计算均取构架10.00m以上值：
qK人柱=?K3d=0.6930.273=0.19 kN/m（当为?273钢杆） qK人柱=?K3d=0.6930.377=0.26 kN/m（当为?377钢杆）
三、 出线横梁计算
1. 设计资料
? 计算简图及尺寸如图三所示，导线张力及竖向荷载见前页。
? 根据电气提供的荷载值，考虑最大荷载、单相上人两种工况下梁内力计算。 ? 梁自重按1.2 kN /m计算,安装时梁上人及工具重2.0kN
? 三相均挂阻波器，每相垂直荷载800+2x130kg；最大风速时侧向风压150kG 。 ? 本计算书型材截面特性均由“钢结构截面特性”软件算得，不再写详细计算过程。 ? 查《手册》1.3.2条取[?]=150。
2. 运行工况（取最大风速工况）
最大风速工况内力分析计算，按考虑主变进线侧挂线核算水平力时梁材料强度和考虑主变进线侧挂线及出线侧核算垂直力时梁材料强度。计算时假定各节点均为交接,为便于计算取阻波器挂点为各导线挂点，此时计算微偏于安全。 1) 上主材
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220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书
图五：梁受力示意图
垂直力产生的最大弯矩设计值：
yMmax= 1.43[（R最大风速+2.38）313/4+（ R最大荷载+2.38）32.5]+1.23（
183q自重3L2+ R阻313/4+
R阻32.5）
=1.43 [(3.52+2.38)313/4+(3.52+2.38)32.5)] +1.23(2.5)
=151.06kN m 轴力设计值：N=
Mymax1831.23132+10.6313/4+10.63
h=
151.060.800=188.83 kN
上主材采用钢管?11436 ，A=20.358cm2 ,L=172.5cm ,i=3.824cm
?=L/i=172.5/3.824=45<[?]=150 查《手册》附录表A-4得?=0.878（B类）
N188.83?103应力?=
?A=
0.878?2035.8=105.64N/mm2 2) 下主材 Mmax=151.06kN m 水平力产生的最大弯矩设计值： Mmax=1.43(H最大风荷载313/4+H最大风荷载32.5+1.5313/4) =1.43(19.47313/4+19.4732.5+1.5313/4) =163.56kN m N拉、压= Mymaxxy2h?Mxmaxb= 151.062?0.8?163.560.82（拉力）?298.86=? kN ?110.03（压力）?下主材采用角钢?11436 ，A=20.358cm ,L=172.5cm ,i=3.824cm 9