220kV构架及基础计算书

3)第三段计算：
a) =2.0
b)中心标高H=23.5+2.5/2=24.75m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
=1.25+ =1.336
c) d =1.336×0.9×0.127 =0.019>0.015,
故体形系数 =0.6
d) = =2.0×0.6×1.336×0.9=1.44kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：q3= ×d=1.44×0.127=0.18kN/m
f)第三段中点处集中力：Q3=q3×2.5=0.45KN
4)第四段计算：
a) =2.0
b)中心标高H=21.0+2.5/2=22.25m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数：
=1.25+ =1.291
c) d =1.291×0.9×0.168 =0.032>0.015故体形系数 =0.6
d) = =2.0×0.6×1.291×0.9=1.39kN/㎡
0.9
1.39
0.23
0.58
168
1003.117
第五段(2.5m)
2.0
0.6
1.245
0.9
1.34
0.26
0.65
194
1800.076
7)避雷针第五段底端弯矩、轴力、剪力值(均为标准值)：
M =Q1×11.25+ Q2×8.75+Q3×6.25+ Q4×3.75+ Q5×1.25
=0.33×11.25+ 0.48×8.75 +0.45×6.25+ 0.58×3.75+ 0.65×1.25=13.71kN m
N =2.9kN（自重）
V = Qi=0.33+ 0.48+0.45+ 0.58+ 0.65=2.49kN
2.
a) =2.0
b)标高为14.5+4/2=16.5m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
=1.14+ =1.176
c) d =1.176×0.9×0.273 =0.08>0.015故体形系数 =0.6
=L/i=172.5/3.824=45<[ ]=150查《手册》附录表A-4得 =0.878（B类）
拉应力 = = =145.03N/mm <f=215 N/mm 满足要求
压应力 = = =32.31N/mm <f=215 N/mm 满足要求
3)水平斜材
设计轴力N= = =49.12kN
水平斜材采用角钢L80×10，A=15.1cm ,L=113.1cm, i=1.56cm
标高10.00m以下：q = ×d=0.65×0.273=0.18kN/m（当为ø273钢杆）
q = ×d=0.65×0.377=0.25kN/m（当为ø377钢杆）
总上所述，构架10.00m以上及以下时线荷载差别不大，为方便计算均取构架10.00m以上值：
q = ×d=0.69×0.273=0.19kN/m（当为ø273钢杆）
风荷载标准值： = （kN/㎡）
图四：避雷针受力示意图
1)第一段计算：
a) =2.0（查《手册》3.1.3.5条 5.风振系数，下同）
b)中心标高H=28.5+2.5/2=29.75m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数（查《手册》表3-5，下同）：
=1.34+ =1.416
c) d =1.416×0.9×0.042 =0.002；故体形系数 =1.2（查《手册》表3-2，下同）
=1.2[(3.36+2.38+2+2×10.6)×13/4+(2.59+2.38+10.6)×2.5+ ×1.2×13 ]
=190.0kN m
轴力N= = =237.50kN
上主材采用上主材采用钢管ø114×6，A=20.358cm ,L=172.5cm, i=3.824cm
=L/i=172.5/3.824=45<[ ]=150查《手册》附录表A-4得 =0.878（B类）
=L/i=172.5/3.0824=45<[ ]=150查《手册》附录表A-4得 =0.878（B类）
拉应力 = = =146.79N/mm <f=215N/mm 满足要求
压应力 = = =62.12N/mm <f=215N/mm 满足要求
3)水平斜材
设计轴力N= = =61.33kN
水平斜材采用角钢L80×10，A=15.1cm ,L=120cm, i=1.56cm
d) = =2.0×1.2×1.416×0.9=3.06kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：q1= ×d=3.06×0.042=0.13kN/m
f)第一段中点处集中力：Q1=q1×2.5=0.33kN
2)第二段计算：
a) =2.0
b)中心标高H=26.0+2.5/2=27.25m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
d) = =2.0×0.6×1.245×0.9=1.34kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：q5= ×d=1.34×0.194=0.26kN/m
f)第四段中点处集中力：Q5=q5×2.5=0.65kN
6)避雷针各段风荷载参数一览表：
（kN/㎡）
（kN/㎡）
q (kN/m)
Q (kN)
d(mm)
（cm ）s
图三：挂线点位置示意图
2.
220kV主变间隔导线：LGJ-800/55,L=62m,v=38m/s（W =0.9kN/m ）,最大弧垂2.0m。
导 线
构 架 导 线 荷 载(kN)
备注（参考变电站出线荷载资料）
荷 载 状 态
水平拉力H
垂直荷载 R
运行
工况
最高温度
9.77
2.57
出线垂直荷载2.38kN
1)上主材
图五：梁受力示意图
垂直力产生的最大弯矩设计值：
M =1.4×[（R +2.38）×13/4+（R +2.38）×2.5]+1.2×（ ×q ×L +R ×13/4+R ×2.5）
=1.4×[(3.52+2.38)×13/4+(3.52+2.38)×2.5)]+1.2×( ×1.2×13 +10.6×13/4+10.6×2.5)
=1.34+ =1.367
c) d =1.367×0.9×0.083 =0.008 [0.002,0.015],
故体形系数 =1.2- =0.92
d) = =2.0×0.92×1.367×0.9=2.26kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：q2= ×d=2.26×0.083=0.19kN/m
f)第二段中点处集中力：Q2=q2×2.5=0.48kN
本计算书型材截面特性均由“钢结构截面特性”软件算得，不再写详细计算过程。
查《手册》1.3.2条取[ ]=150。
2.
最大风速工况内力分析计算，按考虑主变进线侧挂线核算水平力时梁材料强度和考虑主变进线侧挂线及出线侧核算垂直力时梁材料强度。计算时假定各节点均为交接,为便于计算取阻波器挂点为各导线挂点，此时计算微偏于安全。
第一段(2.5m)
2.0
1.2
1.416
0.9
3.06
0.13
0.33
42
9.453
第二段(2.5m)
2.0
0.92
1.367
0.9
2.26
0.19
0.48
83
93.561
第三段(2.5m)
2.0
0.6
1.336
0.9
1.44
0.18
0.45
127
357.14
第四段(2.5m)
2.0
0.6
1.291
d) = =2×0.6×1.176×0.9=1.27kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：q = ×d=1.27×0.273=0.35kN/m
f)V =0.35×4=1.40kN
3.
a) =1.2
b)标高14.5-4.5/2=12.25m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
=1.00+ =1.06
c) d =1.126×0.9×0.273 =0.076>0.015故体形系数 =0.6
=151.06kN m
轴力设计值：N= = =188.83kN
上主材采用钢管ø114×6，A=20.358cm ,L=172.5cm, i=3.824cm
=L/i=172.5/3.824=45<[ ]=150查《手册》附录表A-4得 =0.878（B类）
应力 = = =105.64N/mm <f=215N/mm 满足要求
=L/i=120/1.56=77<[ ]=150查《手册》附录表A-4得 =0.707（B类）
应力 = = =57.45N/mm <f=(0.6+0.0015 )×215=153.8N/mm 满足要求
4)垂直斜材
支座反力R=1.4× ×[3(R +R +2.38)+q ×L]
=1.4× ×[3×(3.52+10.6+2.38)+1.2×13]
q = ×d=0.69×0.377=0.26kN/m（当为ø377钢杆）
三、
1.
计算简图及尺寸如图三所示，导线张力及竖向荷载见前页。
根据电气提供的荷载值，考虑最大荷载、单相上人两种工况下梁内力计算。
梁自重按1.2kN /m计算,安装时梁上人及工具重2.0kN
三相均挂阻波器，每相垂直荷载800+2x130kg；最大风速时侧向风压150kG。
最大荷载
16.04
2.98
出线垂直荷载2.38kN
最大风速
19.47
3.52
出线垂直荷载2.38kN
最低温度
13．97
2.58
出线垂直荷载3.55kN
安装工况
施工安装
14．02
2.59
出线垂直荷载2.38kN
检修
工况
三相上人
20．44
3．10
出线垂直荷载2.38kN
单相上人
23.91
3ຫໍສະໝຸດ Baidu36
出线垂直荷载2.38kN
d)标高10.00m以上时： = =1.2×0.6×1.06×0.9=0.69kN/㎡
标高10.00m以下时： = =1.2×0.6×1.00×0.9=0.65kN/㎡
e)沿高度方向线荷载：
标高10.00m以上：q = ×d=0.69×0.273=0.19kN/m（当为ø273钢杆）
q = ×d=0.69×0.377=0.26kN/m（当为ø377钢杆）
应力 = = =132.87N/mm <f=215N/mm 满足要求
2)下主材
M =190.0kN m
水平力产生的最大弯矩设计值：
M =1.2×[(H +1.5)×13/4+H ×2.5)]
=1.2×[(23.91+1.5)×13/4+14.02×2.5)]
=141.2kN m
N = = = kN
下主材采用上主材采用钢管ø114×6，A=20.358cm ,L=172.5cm, i=3.824cm
e)沿高度方向线荷载：q4= ×d=1.39×0.168=0.23kN/m
f)第四段中点处集中力：Q4=q4×2.5=0.58KN
5)第五段计算：
a) =2.0
b)中心标高H=18.5+2.5/2=19.75m，按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数
=1.20+ =1.245
c) d =1.245×0.9×0.194 =0.042>0.015故体形系数 =0.6
220kV构架及基础计算书
一、
1.
220kV连续跨10跨构架，构架高度14.5m，构架梁跨度13m，地线柱高为4m；构架梁为3相挂点，导线挂点高度为14.5m，平面外计算时偏角按5°考虑；地线挂点高度为18.5m，偏角按0°考虑。详见图一、图二、图三所示：
图一：220kV构架轴测图
图二：构架梁展开图
3.
检修工况内力分析计算，按考虑主变进线侧挂线核算水平力时梁材料强度挠度，按考虑主变进线侧挂线及出线侧核算垂直力时梁材料强度挠度。
本次计算不考虑架设及移换导线时产生的过牵引力，该力由施工单位采用适当的安装方式和措施加以解决。
1)上主材
垂直力产生的最大弯矩设计值：
M =1.2[（R +2.38+2+2R ）×13/4+（R +2.38+R ）×2.5+ ×q ×L ]
=45.57kN
垂直斜材设计轴力 N= = =30.58kN
垂直斜材采用角钢L80×10，A=15.1cm ,L=120cm, i=1.56cm
=L/i=120/1.56=77<[ ]=150查得 =0.707（B类）
应力 = = =28.64N/mm < f=(0.6+0.0015 )×215=143N/mm 满足要求
2)下主材
M =151.06kN m
水平力产生的最大弯矩设计值：
M =1.4×(H ×13/4+H ×2.5+1.5×13/4)
=1.4×(19.47×13/4+19.47×2.5+1.5×13/4)
=163.56kN m
N = = = kN
下主材采用角钢ø114×6，A=20.358cm ,L=172.5cm, i=3.824cm
三相均挂阻波器，每相垂直荷载800+2x130kg=1060kg；最大风速时侧向风压150kg
安装时梁上人及工具重2.0kN
梁自重按1.2 kN /m计算
3.
地震抗震烈度6度，建筑场地类别Ⅰ类；地面粗糙度为B类，基本风压为0.90kN/㎡(地面粗糙程度按B级考虑)。
二、
1.
避雷针详图见图四所示，据《变电构架设计手册》（以下简称《手册》）公式3-2