电杆承载力计算

1、10kV电杆校验计算说明书一、工程简况本工程为10kV 3回架空电力线路工程，采用单杆直线电杆，电杆高度15m,由上下两节组成，上面一节长9m,下面一节长为 6m,埋深2m,导线采用JKLGYJ-185/10型，档距为70m,主杆顶径为 D0=190mm,底径为DH =390mm,壁厚为50mm。杆柱混凝土为 C30级，钢筋采用e12的I级光圆钢筋。二、结构计算依据(1)输电杆塔及基础设计(陈祥和、刘在国)(2)架空输电线路设计(孟遂民、孔伟)(3)66kV及以下架空电力线路设计规范(GB50061-2010)三、结构荷载取值1 .导线的计算参数JKLGYJ-185/10型导线的截面面积：21

2、0.93mm2,单位质量1016.37kg/km2 .导线无冰风压综合比载：''二47.2M10,MPa/m ；3 .导线垂直综合比载：Zd =92.47 x10，MPa/m ；四、结构静力计算分析1、荷载分析(1)运行情况：直线杆塔第一种荷载组合情况为最大设计风速、无冰、未断线。a、导线重力：Gd = 1DADL=47.2 10-3 210.93 70 = 696.9Nb、导线风压：PD =4DADL =92.47 10，210.93 70 -1365.3N(2)断线情况：断一根导线的荷载组合情况为无冰、无风。导线重力：未断导线相：s=0.7断上导线相：GD' = 1

3、dadL = 348.45ND 2断线张力：JKLGYJ-185/10型导线计算拉断力为TP = 45020 N ,故导线最大使用张力为Tm a x= TP =竺020 = 18008NK 2.5导线最大使用张力百分比为35%,则Td =Tmax 35% =18008 0.35 -6302.8N(3)安装情况I:起吊上导线，荷载组合情况为有相应风，无冰。导线重力:Gd = 696.9 N导线风压:3FD(10=74?)1AdL=8. 8 92 ToM 2 1 0.父9 3 =7 0 N1 3 1. 3挂上导线时,导线越过下横担须向外拉开，其拉力T2与水平线的夹角为 20。，并假设上下横担间导线

4、水平拉开1.3m。Z x =0,则1.3.1.3210.92T1 =T2 cos20得 Ti =1.1奸20.9 T1 = Gd T2 sin 201.32 0.92 1 D 2/日 1. 58得 工 -(696. 9 0. T242- ) 12 2 3T4 0.60. 9联立上面两式可得 T2 =2265.6N , Ti =1.14丁2 =1.14 2265.6-2582.7NT1引起的垂直荷载Gt1和横向荷载PT1为：09GT1 =2582.7 09 =1471.2N1.58FT1 =2582.7 23 =2125N 1.58、:G -K(Gd GT1) Gf 200-1.1 (696.9

5、 1471.2) 300 200-2884.9NZ P =KPt1 +FD =1.1M2125 + 131.3=2468.8N(4)安装情况n ：起吊下导线。正在起吊下导线时下横担处的总重力为：“ G=KGd Gf 200=1.1 696.9 300 200 = 1266.6N(5)杆身风压计算根据已知条件：风压高度变化系数取± = 1，构件体形系数取 人=0.7 ,杆塔风荷载调整系数取 Bz =1。1)正常情况大风时上横担处单位长度杆身风压为：0.2310.231D1 = (Dh -D0) D0 = (390-190) 190 = 193.1mm15151.6F01 =zJzAfW

6、0 =1.0 0.7 1一一 一 20.19 0.193 30二75.4N / m中横担处单位长度杆身风压为：一1.1一 一一1.1D2(Dh -D0)D0(390-190)190 = 204.7mm150152F02 - "zJzAfW0 =1.0 0.7 1 0. 93 0. 05 30- =78.4N /m21.6下横担处单位长度杆身风压为:2.9115(Dh -d。)d。=2.9115(390 -190) 190 = 228.8mmF03 =，z zAfW0 =1.0 0.7 1.00.205 0.229 302=85.4N /m1.6电杆接头处单位长度杆身风压为：_99D4

7、 = (Dh - D0) , D0 = (390 -190) 190 = 310mm1515F04 - "Js，AfW0 =1.0 0.7 1_ 20.229 0.31 30 c 二106.1 N / m1.6地面处单位长度杆身风压为：r 13 4-D5(DH - D0)D01513(390-190) 190 = 363.3mm15F05 =1zAfWo =1.0 0.7 10.31 0.363 302二132.5N/m1.62)安装情况上横担处单位长度杆身风压为:F0； - CAfW0 =1.0 0.7 10.19 0.193 102X1.6= 8.4N /m中横担处单位长度杆身风

8、压为：F02'=z*zAfW0 =1.0 0.7 1一 一一 _ _ _ 一 20.193 0.205 e=8.7N/m1.6下横担处单位长度杆身风压为:FO3' - -zJs ：zAfWo =1.0 0.7 10.205 0.229 102 =9.5N /m1.6电杆接头处单位长度杆身风压为：1.620.229 0.31 10=11.8N / m地面处单位长度杆身风压为:R5'-z-zAfW0 =1.0 0.7 120.31 0.363 102X21.6= 14.7N2、正常情况下的弯矩计算（1）运行情况（大风）杆头荷载如下图（a）所示，截面1、2、3、4、5处的弯矩

9、为:_ _2 一一一M1 =1.15 75.4 0.45 0.23 =2.06N mM2 =1.15 (1365.3 0.9 2 78.4 0.45 1.132) =2878.0N m696.9 (0.525 -0.875 - 0.475)M3=1.15m 1365.3 父(1.89父 2 + 0.991 M 4)=10170.7 Nm1+85.4 父0.45 M 2.122_696.9 (0.525 -0.875 -0.475)M4=1.15黑 +1365.3乂(8.77父2+7.87父4 + 6.88父3) = 98399.2N m21+106.1 父0.45M 92696.9 (0.52

10、5-0.875-0.475)M5=1.15> +1365.3M(12.77父2 + 11.87父4+10.88父3) =153759.3Nm1+132.5乂0.45父1321l大风情况电杆弯矩示意图1398.3N1398.3N1398.3N1398.3N 1398.3N6302.8N1699.15N+300N1398.3N1398.3N1398.3N断线情况(b)(2)断上导线情况因为断上导线对杆身产生的弯矩比断下导线要大得多(即断上导线起控制作用)，故只计算断上导线时杆柱的弯矩。首先计算断导线时的设计荷载，断导线张力为：TD =1.4 6302.8 -8823.9N横担转动后断线张力为

11、：Td =0.8Td =0.8 8823.9 =7059.14N嵌固点处的弯矩为：M4'=1.15 及 KCATDh+ (Gd'+Gf) a= 1.1510.75 1 7059.14 8.77 (348.45+300) 0.51 - 53769.1N m据配筋图可知电杆通常布置竖向钢筋12 * 12 ,电杆采用C30级混凝土，2A = 1357.2mm , r2 = 195mm,fcm =16.5N/mm2 ,Ac =兀(/T) = 3.14 父(1952 1452) = 53380mm22r1= 145mm, rs =170mm , fy = 210N/mm,ot7tfyAf

12、cmA 2fyA210 1357.216.5 53380 2 210 1357.2= 0.196M0.3sin 中二sin(0.196 父180 )=0.58所配钢筋能承担的弯矩为:r r2sin195 1450.58M = (fcmAc 2fyAsi%)=(16.5 53380 2 210 1357.2 170) 二45556.78N *m2223.14故电杆配筋能满足电杆断上导线在嵌固点处产生的弯矩要求，但不能满足大风情况电杆的 弯矩要求。(3)电杆在安装导线时的强度验算根据导线安装情况时引起的荷载对杆柱进行强度验算，即检查杆柱在安装荷载作用下各处弯矩是否满足配筋的抵抗弯矩，安装导线时杆头

13、设计荷载如图( c)、(d)所示。I、安装上导线时各处的弯矩为：_ _ _ 2、 一一 一 一M1K2884.9 0.5 -696.9 0.5 8.4 0.5 0.23 ) 0.9 =1749.3N m2M2 =(5285.3 0.5 -1398.3 0.5 6387.2 0.9 1696.8 0.9 F02 0.5 1.13261686.0643 二(195145 )二5356708.94 mm 170= 2-0.4 8=1.46, ftk=2.0N/mm2b、计算开裂弯矩Mcr = ftkWd =1.46 2.0 5356708.94 =15.64kN *m) 0.9 =8301.48N

14、mM 3 = 5285.3 0.5 1398.3 0.5 6387.2 1.89 1696.8 (1.89 2 0.99 4) % 0.5 2.122 0.9 = 26830.84 N .mn、安装下导线时各处的弯矩为：_'_2_M1 =F010.50.230.9=0.17N，m2-M2 =(1696.8 0.9 F02 0.5 1.13 ) 0.9 = 1531.88N mM3=«2038.13398.3).5251398软0.8750.475169641.892 也994)由3x0.52.12><0S10442.N6m安装时产生的最大弯矩 M1 =1749.3

15、N*m , M 2 =8301.48 Nm , M3 = 26830.84Nm(4)电杆正常情况运行的裂缝宽度验算结合实际情况知，电杆配筋图的嵌固点处配置124 12光面I级钢筋，采用小41级螺旋钢筋，螺距为S=50mm电杆根部 r2 =195mm , r1=145mm, rs=170mm,222_222Ac =兀(r22 -r12) =3.14 父(1952 -1452) = 53380mm2 , As = 1357.2mm2,222Ec = 29.5kN /mm , Es = 210kN /mm ,光面钢筋、=1, ftk = 2.0N /mma、验算裂缝宽度应采用弯矩规范值(即荷载规范值引起的弯矩)M5 =1.15 1696.8 (12.77 2 11.87 4 10.88 3) -1398.3 (0.875 0.475-0.525)