Содержание пояснительной записки

Введение

1. Исходные данные для проектирования

2. Архитектурно-строительная часть

2.1. Объемно-планировочное решение

2.2 Конструктивное решение объекта

2.3. Инженерное оборудование

3. Расчётно-конструктивная часть

3.1 Исходные данные

Основными задачами данного раздела является выбор одного из двух вариантов портальной опоры линии 220 кВ и проверка конструкций опоры на прочность и устойчивость. Первый вариант – «унифицированный», заключается использовании в качестве стоек опоры железобетонных элементов СЦП 195-310. Второй –«альтернативный» – использование в том же качестве стоек, изготовленных из стальных бесшовных толстостенных труб. Размеры металлической стойки определяются расчётом.

Портальная опора КВЛ 220 кВ №4 представляет собой двухпролётную рамную конструкцию пролётом 15,4 м. Траверса пролётом 15,4 м – унифицированная, сборная из двух отправочных марок Т 38 и Т 39 (выбрано по каталогу «Типовые конструкции и детали зданий и сооружений серия 3.407-104 «Унифицированные стальные порталы ОРУ 220-330-550 кВ»»). Чертежи траверсы приведены на листе 2 граф. части. Стойки принимаются по одному из вышеуказанных вариантов. Чертежи обоих вариантов стойки приведены на листе 3 граф. части. На каждой стойке установлена тросостойка Т29, а на крайних на тросостойку установлены молниеотводы Т22 (см. каталог «Типовые конструкции и детали зданий и сооружений серия 3.407-104 «Унифицированные стальные порталы ОРУ 220-330-550 кВ»» и лист 1 граф. части).

Расчётная схема портальной опоры (шарнирная рама) приведена на рис. 1

Рис.1 Расчётная схема портальной опоры.

Приступим к определению нормативных нагрузок, действующих на конструкции опоры

3.2 Расчёт нормативных нагрузок, действующих на портальную опору.

3.2.1. Расчёт нормативных нагрузок на траверсу

А) Горизонтальные нагрузки:

- ветровая

- нагрузка от тяжения проводов

Б) Вертикальные нагрузки:

- собств. вес траверсы

- вес проводов и тросов

- вес гололёда на проводах и тросах

- вес гирлянд изоляторов

- вес монтёра и приспособлений (монтажные нагрузки)

А. Горизонтальные нормативные нагрузки.

А1. Ветровая нагрузка

Московская область относится к 1 району по ветровому давлению, для которого w_o=230 Н/м². Для местности типа В коэффициент к, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания, равен

на высоте 5 м ----- 0,5; W₁ = 115 Н/м²;

на высоте 10 м ----- 0,65; W₂ = 150 Н/м²;

на высоте 20 м ----- 0,85; W₃ =196 Н/м²;

на высоте 40 м -----1,1; W₄ =253 Н/м²;

На высоте 16,5 м (отметка цетральной оси траверсы) в соответствии с линейной интерполяцией:

W₅=W₂ +(W₃-W₂)/10·(16,5-10)=150+(196-150)/10·6,5=180 Н/м²;

Аэродинамический коэффициент для пространственной фермы определяется по следующей формуле:

=(∑),

где - площадь, ограниченная контуром конструкции:

м²

- площадь проекции i-го элемента:

=2[2*0,09*7,66+4*0,08*0,77+2(0,04*0,67+7*0,04*1,025+2*0,04*0,94)]=4,82 м²

- аэродинамический коэффициент элементов конструкции:

=1,4=сonst (для уголков)

- коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения фермы:

для прямоугольного сечения.

Таким образом,

=*1,4*=0,55.

Определим ветровую нагрузку, действующую на траверсу:

=W₅=180*4,82*0,55=477 Н.

Ветровая нагрузка приводится к равномерно распределённой по длине элементов траверсы, на которые она действует.

Рассчитаем суммарную длину этих элементов.

=2(2*7,66+4*0,77+2(0,67+7*1.025+2*0,94)=75,7 м

Тогда равномерно распределённая нагрузка на траверсу равна:

===6,3 Н/м.

Приведя равномерно-распределенную ветровую нагрузку к узловым, получим:

Узел	Величина нагрузки, Н		Узел	Величина нагрузки, Н
1, 2	6,6		3, 25	12,8
4, 26	18,7		71, 84	18,3
32, 46	24,3		73, 82	15,3
8, 21	28,0		9, 20	15,3
36, 42	24,3		74, 81	18,3
38, 40	18,3		76, 79	24,3
14	14,8		15	26,8

А2. Нагрузка от тяжения проводов.

Рис.2 Схема для расчёта тяжения проводов.

1. Нагрузка от тяжения провода в I пролёте.

В расчётах тяжения проводов линия провисания провода условно считается параболой. «Разрежем» провод в I пролёте в точке (нижней точке в середине пролёта, см. рис. 2). Обозначим расстояние по вертикали между точкамиA и как. Эта величина называетсястрелой провисания провода. Тяжениев точке А направлено по касательной, проведённой к линии провода в этой точке. Касательную проще всего построить, отложив от точкивниз отрезок величиной=16,5-15,4=1,1 (м) и соединив полученную точкус точкой А. Полученная прямая и будет касательной к параболической линии провисания провода в точке А.

Рис.3 Схема расчёта тяжения проводов в I пролёте.

Тяжение раскладывается на вертикальную и горизонтальную составляющие:соответственно.

Составив уравнения проекций сил на ось Ох и Oy, получим:

=pгде р – удельный вес провода (р=29,8 Н/м для провода 2АС 400/51 (ГОСТ 839-80)), - длина половины пролётаI. =29,8*9,6=286 Н

=

===0,229. След-но,=arctg=.

=0,223

=0,975

Итак, ==1281 Н.

=1281*0,975=1249 Н.

Таким образом, горизонтальная нагрузка от тяжения провода в точке А со стороны I пролёта равна 1249 Н. Вес провода – 286 Н.

2. Нагрузка от тяжения провода во II пролёте.

В данном пролёте нижняя опора С, находящаяся в кабельном коллекторе на отметке

-1.2 м, является точкой экстремума параболы. Нагрузка от тяжения в этой точке направлена горизонтально по касательной. Построим касательную в точке А таким же образом, как это было сделано в I пролёте (см. рис. 3).

Рис. 4.Схема расчёта тяжения проводов во II пролёте.

tg β===7,1.След-но, β=arctg=.

=0,99

=0,14

Составив уравнения проекций сил на оси Х и Y, получим:

=p=29,8*5=149 H.

==150 Н.

=150*0,14=21 Н

Таким образом, горизонтальная нагрузка от тяжения провода в точке А со стороны II пролёта равна 21 Н. Вес провода – 149 Н.

Б. Вертикальные нормативные нагрузки.

Б1. Собственный вес траверсы.

Узел	Величина нагрузки, Н		Узел	Величина нагрузки, Н
2,28,50,70	158		51,69	242
3, 25	325		52,68	249
6, 23	332		54, 66	257
9, 20	486		55, 65	312
11, 18	333		56, 64	247
13, 16	249		58, 62	333
15	426		60	593

Принимается приложенным в верхних узлах траверсы. Величину нагрузок получим путём сложения весов элементов, собранных с половин ячеек, прилежащих к узлу. Полученные результаты приведены в таблице:

Б2. Вес проводов.

=286 Н

=149 Н

(Расчёт см. в п. А2)

Б3. Вес гололёда.

Московская область относится к I р-ну по гололёдным нагрузкам, в котором нормативная толщина гололёда на проводах принимается равной 5 мм. Расчётную толщину гололёда определим путём умножения нормативной на коэффициентk, учитывающий высоту распооложения проводов. k=1 на высоте 10 м, k=1,2 на высоте 20 м. Для максимальной высоты расположения проводов в нашем случае (16,1 м), определим k интерполяцией: k=1,3.

Таким образом, расчётная толщина гололёда на проводах равна:

с=*k=5*1,3=5,65 мм.

Единичная нагрузка (на м провода) от гололёда определяется по формуле:

=0,9πc(d+c)*=0,9*π*5,65(54+5,65) )*=9,5 Н/м.

d- диаметр сечения провода=54 мм у 2АС 400/51.

Полная нагрузка от гололёда в т. А со ст. I пролёта:

= *=9,5*9,6=91,2 Н

= *=9,5*5=47,5 Н

Б4. Вес гирлянд изоляторов.

Изоляторы подвесные стеклянные типа ПС-6А, 12 шт. в каждой гирлянде.

Масса одного изолятора – 4,1 кг.

Таким образом, нагрузка от веса изоляторов равна:

=12*41=492 Н.

Б5. Монтажные нагрузки.

Определяются весом монтёра и монт. приспособлений, принимаются равными =1500 Н для опор линий 35-330 кВ с подвесными изоляторами. Прикладываются в местах крепления гирлянд изоляторов.