输电钢管杆计算

1、输电杆塔及基础设计输电杆塔及基础设计主讲：陈祥和主讲：陈祥和第十章第十章 钢管杆计算钢管杆计算第一节概述第一节概述随着我国国民经济的持续发展，城市用电量随着我国国民经济的持续发展，城市用电量每每年递增，因此，在城市建设的年递增，因此，在城市建设的110kV高压输电线路高压输电线路将越来越多。由于电缆线路造价昂贵将越来越多。由于电缆线路造价昂贵,我国目前还我国目前还不能普遍采用不能普遍采用,所以必然以架空线路为主。所以必然以架空线路为主。其特点：其特点： a. 导线截面大导线截面大b. 多种电压、多回路共杆多种电压、多回路共杆c. 要求造价低，施工维护方便要求造价低，施工维护方便一、钢管杆的优点

2、一、钢管杆的优点 (1)(1)强度高，为安全运行提供了有力保证；强度高，为安全运行提供了有力保证； (2)(2)可以设计较高的杆塔可以设计较高的杆塔，以满足跨越人行道、树木的要求；树木的要求； (3)(3)易实现多回路，从而大大减少城市走廊的易实现多回路，从而大大减少城市走廊的拥挤程度；拥挤程度； (4)(4)不用打拉线，占地面积小，减少占用城市不用打拉线，占地面积小，减少占用城市走廊；走廊； (5)(5)钢管塔可以实现全镀锌，使用钢管杆占地钢管塔可以实现全镀锌，使用钢管杆占地少少, ,造型美观造型美观, ,与周围环境比较协调与周围环境比较协调 (6)(6)施工方便施工方便 二、钢管杆杆型及结

3、构特性二、钢管杆杆型及结构特性 杆柱为锥形，截面有圆环形、正多边形，单柱杆柱为锥形，截面有圆环形、正多边形，单柱型钢管杆的强度型钢管杆的强度, ,按一端固定的独立悬臂梁进行计按一端固定的独立悬臂梁进行计算。算。 第二节钢管杆强度设计的计算第二节钢管杆强度设计的计算一、钢管杆截面特性表解读一、钢管杆截面特性表解读表表10112D DD DD D0 0D D0 0t tt t二、正多边环形构件压弯局部稳定计算二、正多边环形构件压弯局部稳定计算式中式中xyxagxgxM CMNNfAWAIN轴向压力设计值，轴向压力设计值，N；Mx绕绕x轴截面弯矩设计值轴截面弯矩设计值, N.mm；Ag毛截面面积，毛

4、截面面积，mm2；Wx绕绕x轴毛截面抗弯系数轴毛截面抗弯系数,mm3;Ix绕绕x轴毛截面惯性矩轴毛截面惯性矩,mm4;Cy计算点在计算点在x轴的投影长度轴的投影长度,mm。（一）正多边环形构件压弯局部稳定强度设计值（一）正多边环形构件压弯局部稳定强度设计值fa1、当、当Wt符合下列要求时符合下列要求时(1)正四、六和正四、六和 八边环形：八边环形：时当ftW660取fa=f （2）正十二边形）正十二边形610Wtf当时取fa=f 三、压弯局部稳定强度设计值三、压弯局部稳定强度设计值fa的取值的取值多边形边长的平均宽度多边形边长的平均宽度W见见图示图示（3）正十六边形）正十六边形925Wft当6

5、60时610Wtf当时取fa=f 2、当、当Wt符合下列情况时符合下列情况时(1)正四、六和正四、六和 八边环形：八边环形：)000448. 00 . 1 (42. 1tWfffa（2正十二边形）正十二边形）时当925610ftW1.45 (1.00.000507)aWffft545925Wft当时（3）正十六边形）正十六边形1.42 (1.00.000539)aWffft式中式中t钢管杆壁厚；钢管杆壁厚；W多边形一条边的平直宽度，按多边形一条边的平直宽度，按表表101取值；取值；表中的表中的Br有效弯曲半径，有效弯曲半径，当弯曲半径小于当弯曲半径小于4t时，时， Br取实际弯曲半径取实际弯曲

6、半径Br按下列规定取值按下列规定取值当弯曲半径大于当弯曲半径大于4t时，时， 取取Br4t（二）环形构件压弯局部稳定强度设计值（二）环形构件压弯局部稳定强度设计值fa见教材见教材P155页页例例101fJCTIQVt58. 0四四 、多边形或环形构件的剪切强度计算、多边形或环形构件的剪切强度计算第三节钢管杆挠度计算第三节钢管杆挠度计算一、钢管杆挠度计算公式解读一、钢管杆挠度计算公式解读（计算公式见（计算公式见表表102）1、挠度、挠度fxx角标第一位角标第一位x：计算挠度点：计算挠度点角标第二位角标第二位x：荷载的性质，如集中，匀布：荷载的性质，如集中，匀布2、系数、系数n：n=R A/RB,

7、 R A、RB杆两端的平均杆两端的平均半径（多边形取内截和外截圆的半径平均值）半径（多边形取内截和外截圆的半径平均值）二、杆长取值二、杆长取值1、如果整杆截面的厚度相同、如果整杆截面的厚度相同按一整段计算按一整段计算3、挠度计算的各种系数（、挠度计算的各种系数（见表见表103）2、如果杆的截面厚度不同、如果杆的截面厚度不同分段计算，再叠加分段计算，再叠加注意：计算下段还要考虑转角引起的挠度注意：计算下段还要考虑转角引起的挠度例例102第四节钢管杆的快速选型第四节钢管杆的快速选型目的：当钢管杆外形尺寸为已知，求钢管杆目的：当钢管杆外形尺寸为已知，求钢管杆的截面的截面1基本假设基本假设城市供电线路

8、档距较小，垂直荷载相对水城市供电线路档距较小，垂直荷载相对水平荷载较小，小高差。平荷载较小，小高差。截面为圆形或正多边形，直径在截面为圆形或正多边形，直径在05以下、以下、高度在高度在 1218 m波动。假设直径变化对杆塔受波动。假设直径变化对杆塔受风面积影响不大，即新杆塔塔身承受风力大小不风面积影响不大，即新杆塔塔身承受风力大小不变。变。杆塔的力学模型是一端固定。杆塔的力学模型是一端固定。假设原杆塔设计的塔型合理，基本参数可假设原杆塔设计的塔型合理，基本参数可靠。靠。2、公式推导、公式推导使新杆塔的强度等效于原杆塔的强度，即新杆使新杆塔的强度等效于原杆塔的强度，即新杆原杆型原杆型 y MyW

9、y新杆型新杆型x MxWx强度也满足要求，有：强度也满足要求，有：y x根据材料力学可写成下式：根据材料力学可写成下式：MyWy MxWx即：即：新杆塔截面系数：新杆塔截面系数： Wx=MxWyMy式中式中 M x作用于新型杆塔的总弯矩；作用于新型杆塔的总弯矩；Mx=Mxi M y作用于原杆塔的总弯矩；作用于原杆塔的总弯矩；My=MyiWy原杆塔的截面系数；原杆塔的截面系数； D是钢管杆在根部的外径，是钢管杆在根部的外径，d是内径。是内径。44D32DydW（） 由上式变换得：由上式变换得： Wx/Wy= Mx/My (WxWy)/ Wy =(MxMy)/My令令W=WxWy M = MxMy则有：则有：W/Wy M/MyM/W = My/ Wy按强度理论：按强度理论： y My/Wy fa，则上式变为则上式变为:M/WfaWM/ faWx= Wy+W新杆的截面系数为新