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輸電鐵塔內力計算ppt.ppt
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2021-12-09
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博林
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本資料為輸電鐵塔內力計算
第八章 鐵塔內力計算
將桁架選一適當?shù)慕孛妫∑湟徊糠肿鳛楦?br /> 離體，研究構件內力與外荷載的平衡，根據(jù)共面
力系平衡條件，可列出三個平衡方程式：
例3某110kV線路采用上字型直線鐵塔，結
構尺寸，塔頭設計荷載如圖所示。
已知，導線采用LGJ一150，地線采用GJ—35型，
線路通過Ⅶ氣象區(qū)，塔頭風荷載P1＝182N／m，
塔身風荷載P2＝285N／m，塔重為 q＝600N／m。
試進行該塔內力計算。
解：一、主材內力（采用截面法）
第一段(1－1截面)
（注：α＝89.40≈900,sinα≈0)
第二段（2－2截面）
∑M0＝PB×9.5+PD×6.5+2×PD×2.25
+GB×0.4+GD×2.3+P1×6.5×（3+6.5/2）
+P2×2.252/2
＝1380×9.5+2890×6.5+2×2890×2.25+1820
×0.4+4200×2.3+182×6.5×（3+6.5/2）+285×2.252/2＝60220N.m
∑G＝GB+3GD+q×9.5
＝91820+3×4200+600×9.5）/4
＝5035N
二、斜材內力
如圖：
以1－1、2－2截面的斜材為例（采用截面法）。
求NS2：
∑Mc＝PB×6－GB×0.4+ P1(30) ×2.1×7.05
＝1380×6－1820×0.4+182×2.1×7.05
＝10247N.m
NS2＝ ∑Mc/2d2＝10247/(2×5.2）＝986N
求NS4：
∑Mc＝PB×6－GB×0.4+PD×3－GD×2.3
+ P1(30) ×5.4×8.7
�。� 1380×6－1820×0.4 +2890×3
�。�4200×2.3+182×5.4×8.7
�。�13818N.m
NS4＝ ∑Mc/2d4=13818/(2×8.9)
�。�776N
三、橫擔內力計算
如圖某鐵塔上橫擔，上平面
沒布置斜材。
正常覆冰時GD＝12120N
斷線情況時 �。�3850N,TD＝8100N
h=900mm, L1=1985mm，L2=2180mm
計算橫擔主材內力。
解：正常情況
經(jīng)計算b=820mm
拉力
壓力
斷線情況
如圖：C=603mm，b=2286mm
壓力
對于貓頭型鐵塔的橫擔常用節(jié)點法和截面法計算。
例4－3 已知條件見書例8－1,試計算運行情況1斷
上導線情況作用在基礎上的力.塔頭風荷載Pt＝182N／m，塔
身風荷載Ps ＝285N／m，塔重為 q＝600N／m
解：1、運行情況1 （鐵塔尺寸見8－1） ∑Mx=PB×19.5+PD×17+2PD×13.5+Pt30×6×(13.5+6/2)
+PS30×13.52/2+GB×0.4+GD×2.3
＝ 1380×19.5+2890×17+2×2890×13.5
+182×6×16.5+285×13.52/2+1820×0.4+4200×2.3
＝208411N.m＝208.4kNm
∑G＝q× 19.5 +GB+3GD＝600 ×19.5+1820+3 × 4200＝26120N.m
＝26.12kN.m
∑P= PB+3PD+Pt30×6 +PS30×13.5
=1380+3 ×2890+182 ×6+285 ×13.5
=14989.5N=15kN
(1)上拔、下壓力
下壓力：N＝－∑Mx/2a－∑G/4
=－208.4/(2 ×1.75)－26.12/4 =－66.1kN
上拔力：N’＝ ∑Mx/2a－∑G/4
�。� 208.4/(2 ×1.75)－26.12/4 =53kN
（2）塔腿坡度引起的水平推力
由下壓力產(chǎn)生的水平推力H＝Ncotα=66.1cot840 ＝6.9kN
由上拔力產(chǎn)生的水平推力H’=53cot840 =5.6kN （2）橫向荷引起的水平推力
由橫向荷載產(chǎn)生的水平推力HP＝ ∑P/4=15/4=3.8kN
下壓基礎： 下壓力 N＝ 66.1kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H+ HP
＝6.9+3.8＝10.07kN
縱向水平推力 ∑Hy=H=6.9kN
上拔基礎； 上拔力 H’＝ 56.6kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H’+ HP
＝5.6+3.8＝9.4kN
縱向水平推力 ∑Hy= H’=5.6kN
2、斷上導線情況
∑My=TD×19.5＝8100 ×19.5＝157950N.m
＝157.95kN.m
∑G＝q× 19.5 +GB+2GD +G’D＝600 ×19.5+1820
+2 × 4200+3850＝25770N.m ＝25.77kN.m
T=TD×L＝8100×2.286＝18516.6＝18.52kN.m
(1)上拔下壓力
下壓力：N＝－∑My/2a－∑G/4
=－157.95/(2 ×1.75)－25.77/4
=－51.57kN
上拔力：N’＝ ∑My/2b－∑G/4
＝ 157.95 /(2 ×1.75)－25.77/4=38.69kN
（2)由斷線張力引起的縱向水平推力
HD=TD/4=8100/4=2.5kN
(3) （2）塔腿坡度引起的水平推力
由下壓力產(chǎn)生的水平推力H＝Ncotα=51.57cot840
＝5.4kN
由上拔力產(chǎn)生的水平推力H’=38.69cot840
=4.1kN
�。�4）上扭矩引起的水平推力
Va＝T/2b=18.52/2×1.75=5.29kN
Vb＝ T/2a=18.52/2×1.75=5.29kN
下壓基礎： 下壓力 N＝51.57kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H’+ Vb /2＝5.4+5.29/2=8.06kN
縱向水平推力 ∑Hy=HD+H+ Va /2 =2.5+5.4+5.29/2
＝10.56kN
上拔基礎： 上拔力 N＝38.69kN
橫向水平推力 ∑Hx ＝H+ Vb /2 ＝5.4+5.29/2=8.06kN
縱向水平推力 ∑Hy ＝H’+HD+ Va /2 ＝5.4+2.5+5.29/2
＝10.56kN
第八章 鐵塔內力計算
將桁架選一適當?shù)慕孛妫∑湟徊糠肿鳛楦?br /> 離體，研究構件內力與外荷載的平衡，根據(jù)共面
力系平衡條件，可列出三個平衡方程式：
例3某110kV線路采用上字型直線鐵塔，結
構尺寸，塔頭設計荷載如圖所示。
已知，導線采用LGJ一150，地線采用GJ—35型，
線路通過Ⅶ氣象區(qū)，塔頭風荷載P1＝182N／m，
塔身風荷載P2＝285N／m，塔重為 q＝600N／m。
試進行該塔內力計算。
解：一、主材內力（采用截面法）
第一段(1－1截面)
（注：α＝89.40≈900,sinα≈0)
第二段（2－2截面）
∑M0＝PB×9.5+PD×6.5+2×PD×2.25
+GB×0.4+GD×2.3+P1×6.5×（3+6.5/2）
+P2×2.252/2
＝1380×9.5+2890×6.5+2×2890×2.25+1820
×0.4+4200×2.3+182×6.5×（3+6.5/2）+285×2.252/2＝60220N.m
∑G＝GB+3GD+q×9.5
＝91820+3×4200+600×9.5）/4
＝5035N
二、斜材內力
如圖：
以1－1、2－2截面的斜材為例（采用截面法）。
求NS2：
∑Mc＝PB×6－GB×0.4+ P1(30) ×2.1×7.05
＝1380×6－1820×0.4+182×2.1×7.05
＝10247N.m
NS2＝ ∑Mc/2d2＝10247/(2×5.2）＝986N
求NS4：
∑Mc＝PB×6－GB×0.4+PD×3－GD×2.3
+ P1(30) ×5.4×8.7
�。� 1380×6－1820×0.4 +2890×3
�。�4200×2.3+182×5.4×8.7
�。�13818N.m
NS4＝ ∑Mc/2d4=13818/(2×8.9)
�。�776N
三、橫擔內力計算
如圖某鐵塔上橫擔，上平面
沒布置斜材。
正常覆冰時GD＝12120N
斷線情況時 �。�3850N,TD＝8100N
h=900mm, L1=1985mm，L2=2180mm
計算橫擔主材內力。
解：正常情況
經(jīng)計算b=820mm
拉力
壓力
斷線情況
如圖：C=603mm，b=2286mm
壓力
對于貓頭型鐵塔的橫擔常用節(jié)點法和截面法計算。
例4－3 已知條件見書例8－1,試計算運行情況1斷
上導線情況作用在基礎上的力.塔頭風荷載Pt＝182N／m，塔
身風荷載Ps ＝285N／m，塔重為 q＝600N／m
解：1、運行情況1 （鐵塔尺寸見8－1） ∑Mx=PB×19.5+PD×17+2PD×13.5+Pt30×6×(13.5+6/2)
+PS30×13.52/2+GB×0.4+GD×2.3
＝ 1380×19.5+2890×17+2×2890×13.5
+182×6×16.5+285×13.52/2+1820×0.4+4200×2.3
＝208411N.m＝208.4kNm
∑G＝q× 19.5 +GB+3GD＝600 ×19.5+1820+3 × 4200＝26120N.m
＝26.12kN.m
∑P= PB+3PD+Pt30×6 +PS30×13.5
=1380+3 ×2890+182 ×6+285 ×13.5
=14989.5N=15kN
(1)上拔、下壓力
下壓力：N＝－∑Mx/2a－∑G/4
=－208.4/(2 ×1.75)－26.12/4 =－66.1kN
上拔力：N’＝ ∑Mx/2a－∑G/4
�。� 208.4/(2 ×1.75)－26.12/4 =53kN
（2）塔腿坡度引起的水平推力
由下壓力產(chǎn)生的水平推力H＝Ncotα=66.1cot840 ＝6.9kN
由上拔力產(chǎn)生的水平推力H’=53cot840 =5.6kN （2）橫向荷引起的水平推力
由橫向荷載產(chǎn)生的水平推力HP＝ ∑P/4=15/4=3.8kN
下壓基礎： 下壓力 N＝ 66.1kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H+ HP
＝6.9+3.8＝10.07kN
縱向水平推力 ∑Hy=H=6.9kN
上拔基礎； 上拔力 H’＝ 56.6kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H’+ HP
＝5.6+3.8＝9.4kN
縱向水平推力 ∑Hy= H’=5.6kN
2、斷上導線情況
∑My=TD×19.5＝8100 ×19.5＝157950N.m
＝157.95kN.m
∑G＝q× 19.5 +GB+2GD +G’D＝600 ×19.5+1820
+2 × 4200+3850＝25770N.m ＝25.77kN.m
T=TD×L＝8100×2.286＝18516.6＝18.52kN.m
(1)上拔下壓力
下壓力：N＝－∑My/2a－∑G/4
=－157.95/(2 ×1.75)－25.77/4
=－51.57kN
上拔力：N’＝ ∑My/2b－∑G/4
＝ 157.95 /(2 ×1.75)－25.77/4=38.69kN
（2)由斷線張力引起的縱向水平推力
HD=TD/4=8100/4=2.5kN
(3) （2）塔腿坡度引起的水平推力
由下壓力產(chǎn)生的水平推力H＝Ncotα=51.57cot840
＝5.4kN
由上拔力產(chǎn)生的水平推力H’=38.69cot840
=4.1kN
�。�4）上扭矩引起的水平推力
Va＝T/2b=18.52/2×1.75=5.29kN
Vb＝ T/2a=18.52/2×1.75=5.29kN
下壓基礎： 下壓力 N＝51.57kN
橫向水平推力 ∑Hx＝ H’+ Vb /2＝5.4+5.29/2=8.06kN
縱向水平推力 ∑Hy=HD+H+ Va /2 =2.5+5.4+5.29/2
＝10.56kN
上拔基礎： 上拔力 N＝38.69kN
橫向水平推力 ∑Hx ＝H+ Vb /2 ＝5.4+5.29/2=8.06kN
縱向水平推力 ∑Hy ＝H’+HD+ Va /2 ＝5.4+2.5+5.29/2
＝10.56kN
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