课程设计---输电杆塔及基础设计.doc

三峡大学科技学院课程设计说明书学期: 秋 季 专业：输 电 线 路 工 程课程名称：输电杆塔及基础设计班级学号：20084097班2008405134 姓名：刘伟 指导老师：陈祥和2011 年12月 25 日输电杆塔设计课程设计任务书一、设计的目的。输电杆塔及基础设计课是输电线路专业重要的专业课之一，输电杆塔及基础设计课程设计是本门课程教学环节中的重要组成部分。通过课程设计，使学生能系统学习和掌握本门课程中所学的内容，并且能将其它有关先修课程（如材料力学、结构力学、砼结构，线路设计基础、电气技术）等的理论知识在实际的设计工作中得以综合地运用；通过课程设计，能使学生熟悉并掌握如何应用有关资料、手册、规范等，从设计中获得一个工程技术人员设计方面的基本技能；课程设计也是培养和提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。二、设计题目 钢筋混凝土刚性基础三、设计参数直线型杆塔：z112电压等级： 110kv 绝缘子： 7片4.5 地质条件：粘土，塑性指标il0.25，空隙比e0.7基础柱的尺寸：600mm600mm分组参数如下： 参数 姓名气象条件导线型号地线型号水平档距（m）垂直档距（m）刘伟 18lgj-240/5517-9-1370-a360550四、设计计算内容1 荷载计算（正常情况、，断边导线三种情况）2 计算基础作用力（三种情况）3 基础结构尺寸设计4 计算内容（1）上拔稳定计算（2）下压稳定计算（3）基础强度计算五、设计要求1 计算说明书一份（1万字左右）2 图纸2张（1）铁塔单线图（2）基础加工图一、 整理设计用相关数据1、任务书所给参数： 表 1导线型号水平档距(m)垂直档距(m)地线型号 最小破拉断力（kn）lgj-240/5536055017-9-1370-a62.302、 气象条件列表：表 2气象条件气 温（）风 速（m/s）覆 冰（mm）最高温+4000最低温-1000覆冰-5105最大风-5250安装-10100外过电压+15100内过电压、年均温+10150冰的密度0.93、 根据任务书提供导线lgj-240/55的参数，（参考书二）整理后列下表： 表 3 截面积a(mm2)导线直径d(mm)弹性系数e(mpa)温度膨胀系数(1/c)计算拉断力(n)计算质量(kg/km)抗拉强度mpa安全系数 k许用应力 /kmpa年均应力上限 0.25 mpa297.5722.408000017.810-61021001108325.952.5130.3881.4874、 计算导线的比载:（1）导线的自重比载： （2）冰重比载： （3）垂直总比载： （4） 无冰风压比载：假设风向垂直于线路方向可以得出下式：1)外过电压，安装有风：v=10m/s, =1.0,=1.1 2)内过电压 v=15m/s, =0.75,=1.1 3)最大风速 v=25m/s,设计强度时，=0.85,=1.1 4）最大风速 v=25m/s,计算风偏时，=0.61,=1.1 （5）覆冰风压比载计算： v=10m/s,计算强度和强度时，=1.0,=1.2 （6）无冰综合比载1) 外过电压，安装有风： 2) 内过电压 ： 3) 最大风速计算强度时：4）最大风速计算风偏时：（7）覆冰综合比载： 将有用比载计算结果列表： 表 4 单位：=0.85,=1.1=1.0,=1.236.5112.7649.2727.4938.16645.70349.9424、地线17-9-1370-a相关参数列于下表： 表 5 1截面积a(mm2)地线直径d(mm)弹性系数e(mpa)温度膨胀系数(1/c)计算拉断力(n)计算质量(kg/km)抗拉强度mpa安全系数k许用应力mpa年均应力上限mpa49.48 9.05900023.010-662300 411.91196.14 3.0398.71299.0355、 地线比载计算：地线的比载计算同导线比载计算，（1）地线的自重比载： （2）冰重比载： （3）垂直总比载： （4） 无冰风压比载：假设风向垂直于线路方向可以得出下式：1） 外过电压，安装有风：v=10m/s, =1.0,=1.2 2） 内过电压 v=15m/s, =0.75,=1.2 3) 最大风速 v=25m/s,设计强度时，=0.85,=1.2 4）最大风速 v=25m/s,计算风偏时，=0.61,=1.2 （5）覆冰风压比载计算： v=10m/s,计算强度和强度时，=1.0,=1.2 （6）无冰综合比载1) 外过电压，安装有风： 2) 内过电压 ： 3) 最大风速计算强度时：4）最大风速计算风偏时：（7）覆冰综合比载： 计算值列于下表：表 6 单位：外过电压内过电压设计强度计算风偏外过电压内过电压设计强度计算风偏81.63639.227120.86313.6423.0272.475228.882.76784.819109.1696.79124.2476、绝缘子串及金具总重:520n （2）地线绝缘子串及金具总重：90n 7、地质条件： 土的状态s(kn/m3)()()m(kn/m3)粘性土硬塑17253548二、杆塔荷载计算(一)、杆塔标准荷载1、运行情况：最大设计风速，无冰、未断线。 （1）地线重力为： gb=（2）地线风压：（3）导线重力:（4）绝缘子串风压：=（5）导线风压： 2、运行情况：覆冰、相应风速，未断线。 级气象区，从规程中查得：v=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 设计冰厚为5mm ,覆冰系数取k=1.075,则地线重力为 （2）地线风压为 （3）导线重力为 （4）绝缘子串风荷载为（5）导线风压为 3、断导线情况、：断一根导线荷载组合情况为无冰无风。（1）地线重力：（2）导线重力： 未断导线相：断导线相为： （3）断线张力：lgj-240/55型导线计算拉断力为tp=102100n 导线最大使用张力为 导线最大使用张力百分比为50%，则 （二）杆塔设计荷载 1、运行情况：最大设计风速，无冰、未断线。 （1）地线重力为： （2）地线风压为：（3）导线重力:（4）导线风压： 2、运行情况：覆冰、相应风速，未断线。级气象区，从规程中查得：v=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 设计冰厚为5mm ,覆冰系数取k=1.075,则地线重力为 （2）地线风压为 （3）导线重力为 （4）导线风压为 3、断导线情况、：断一根导线荷载组合情况为无冰无风。（1）地线重力：（2）导线重力： 未断导线相： 断导线相为： （3）断线张力： 三基础作用力计算杆塔风荷载计算：地表面的粗糙程度为a类，根据表2-5，2-6，2-8查的相关数据如下：由风作用在于风向垂直的结构物表面的风荷载计算公式：单位长度风荷载：n/m/m1.运行情况：最大设计风速v=25m/s，无冰、未断线2、运行情况：覆冰、相应风速，未断线。级气象区，从规程中查得：v=10m/s,t=-5,b=5mm。3、断导线情况、：断一根导线荷载组合情况为无冰无风。力矩：剪力：水平推力：四.基础设计1）已知参数：2）基础的分项系数：3所选刚性基础参考图如下4）上拔稳定计算l=6312b+2*htan20=3110.3不计相邻基础重复部分上体积土壤条件为粘土硬塑：按式11-46计算上拔土体积：基础体积：基础重量：即：0.9*134.0=120.60.9*0.8（11.12-2.168）*16+53.7=156.82上拔稳定合格5）承载力计算基础上方土重和基础重量：g=(1.8*1.8*1.8-2.28)*16+53.7=110.53kn6）基础强度计算1）当有横向水平力作用时，与y轴平行的单根钢筋截面面积2）当有纵向水平力作用时，与x轴平行的单根钢筋截面面积3当有横向水平力和纵向水平力同时作用，四个角落处单根钢筋截面面积由上述计