500KV构架计算书

中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第1页500kV构架计算书一、设计基本条件1.基本风压：0.30kPa2.抗震设防烈度：6度3.建筑场地类别：为Ⅱ类。二、风荷载计算1.跨度L＝25m构架梁（H＝20m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：βz＝1.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝20m考虑μZ＝1.254)风荷载体型系数：构架梁宽度b＝1.6m，构架梁高度h＝1.6m宽高比：b/h＝1.6/1.6＝1.00挡风系数：Ф＝0.23构架梁为三角形断面，风荷载体型系数按表3.3.2.3－3中的数值乘以0.9系数取用风荷载体型系数：μs＝0.9×2.2＝2.0（垂直方向）风荷载体型系数：μstw＝μst（1-ηn）/(1-η)中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第2页＝1.3×(1-0.6615)/(1-0.66)＝3.81（纵向方向）∴qwk＝wk•h•Ф（垂直方向）＝βz•μs•μz•w0•h•Ф＝1.0×2.0×1.25×0.30×1.6×0.23＝0.28kN/m∴qwk＝wk×A×Ф（纵向方向）＝βz×μs×μz×w0×A×Ф＝1.0×3.81×1.25×0.30×（1.6×1.6÷2）×0.23＝0.42kN2.高度H＝20m构架柱风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：结构形式为带端撑的人字柱门型构架∴βz＝1.03)风荷载高度变化系数：详见下表编号高度（H）风荷载高度变化系数（μZ）1H=10.0mμZ=1.002H=20.0mμZ=1.254)风荷载体型系数：构架柱外直径d＝0.40mw0×d2＝0.30×0.402＝0.0480.015中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第3页∴风荷载体型系数μs＝0.70∴风荷载计算详见下表qwk＝wk×d＝βz×μs×μz×w0×d分段编号计算高度（h）风振系数（βz）体型系数（μs）风压高度系数（μz）基本风压（w0）负荷宽度(B)风压线荷载(qwk)110.01.00.71.00.300.400.08220.01.250.10注：风压单位（KPa）；宽度单位（m）；线荷载单位（kN/m）。3.跨度L＝28m进出线构架梁（H＝26.5m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：βz＝1.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝26.5m考虑μZ＝1.25＋（26.5－20）×（1.42－1.25）/10＝1.364)风荷载体型系数：构架梁宽度b＝1.8m，构架梁高度h＝2.0m宽高比：b/h＝1.8/2.0＝0.9＜1挡风系数：Ф＝0.30构架梁为三角形断面，风荷载体型系数按表3.3.2.3－3中的数值乘以0.9系数取用风荷载体型系数：μs＝0.9×2.2＝2.0（垂直方向）中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第4页风荷载体型系数：μstw＝μst（1-ηn）/(1-η)＝1.3×(1-0.6614)/(1-0.66)＝3.81（纵向方向）∴qwk＝wk×h×Ф（垂直方向）＝βz×μs×μz×w0×h×Ф＝1.0×2.0×1.36×0.30×2.0×0.30＝0.49kN/m∴qwk＝wk×A×Ф（纵向方向）＝βz×μs×μz×w0×A×Ф＝1.0×3.81×1.36×0.30×（1.8×2.0÷2）×0.30＝1.0kN4.高度H＝26.5m构架柱风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：结构形式为带端撑的人字柱门型构架∴βz＝1.03)风荷载高度变化系数：详见下表编号高度（H）风荷载高度变化系数（μZ）1H=10.0mμZ=1.002H=20.0mμZ=1.253H=26.5mμZ=1.364)风荷载体型系数：中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第5页构架柱外直径d＝0.478mw0d2＝0.30×0.4782＝0.06850.015∴风荷载体型系数μs＝0.70∴风荷载计算详见下表qwk＝wk×d＝βz×μs×μz×w0×d分段编号计算高度（h）风振系数（βz）体型系数（μs）风压高度系数（μz）基本风压（w0）负荷宽度(B)风压线荷载(qwk)110.01.00.71.00.300.4780.10220.01.250.13326.51.360.14注：风压单位（KPa）；宽度单位（m）；线荷载单位（kN/m）。5.地线柱（L＝8m，标高26.5～34m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：结构形式为单钢管柱(H8m)∴βz＝2.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝36m考虑μZ＝1.42＋（34－30）×（1.56－1.42）/10＝1.484)风荷载体型系数：钢管外直径d＝0.33mw0d2＝0.30×0.332＝0.03270.015中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第6页∴风荷载体型系数μs＝0.70∴qwk＝wk×d＝βz×μs×μz×w0×d＝2.0×0.70×1.48×0.30×0.33＝0.21kN/m6.构架上避雷针（L＝13m，标高34m~47m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：结构形式为单钢管柱(H8m)∴βz＝2.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝43m考虑μZ＝1.56＋（47－40）×（1.67－1.56）/10＝1.644)风荷载体型系数：钢管外直径d＝0.21mw0d2＝0.30×0.212＝0.013（0.0150.0130.002）∴风荷载体型系数μs＝0.6＋（1.2－0.6）×（0.015－0.013）/（0.015－0.002）＝0.7∴qwk＝wk×d＝βz×μs×μz×w0×d＝2.0×0.7×1.64×0.30×0.21＝0.145kN/m7.跨度L＝36m主变进线构架梁（H＝20.0m）风荷载计算：中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第7页风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：βz＝1.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝20.0m考虑μZ＝1.254)风荷载体型系数：构架梁宽度b＝2.0m，构架梁高度h＝2.2m宽高比：b/h＝2.0/2.2＝0.9＜1挡风系数：Ф＝0.30构架梁为三角形断面，风荷载体型系数按表3.3.2.3－3中的数值乘以0.9系数取用风荷载体型系数：μs＝0.9×2.2＝2.0（垂直方向）风荷载体型系数：μstw＝μst（1-ηn）/(1-η)＝1.3×(1-0.6620)/(1-0.66)＝3.82（纵向方向）∴qwk＝wk×h×Ф（垂直方向）＝βz×μs×μz×w0×h×Ф＝1.0×2.0×1.25×0.30×2.2×0.30＝0.50kN/m∴qwk＝wk×A×Ф（纵向方向）＝βz×μs×μz×w0×A×Ф＝1.0×3.82×1.25×0.30×（2.2×2.0÷2）×0.30＝1.0kN中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第8页8.构架上阻波器（L＝7m，标高26.5m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：结构形式为单钢管柱(H8m)∴βz＝1.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝26.5m考虑μZ＝1.25＋（26.5－20）×（1.42－1.25）/10＝1.364)风荷载体型系数：钢管外直径d＝2.372mw0d2＝0.30×2.3722＝1.690.015∴风荷载体型系数μs＝1.3∴qwk＝wk×A＝βz×μs×μz×w0×A＝1.0×1.3×1.36×0.30×6.6＝3.5kN9.跨度L＝36m主变进线构架梁（H＝34.0m）风荷载计算：风荷载标准值：wk＝βz×μs×μz×w0(3.3.2.1)《NDGJ96-92》1)基本风压：w0＝0.30kPa2)高度Z处风振系数：βz＝1.03)风荷载高度变化系数：按高度H＝34.0m考虑中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第9页μZ＝1.494)风荷载体型系数：构架梁宽度b＝2.0m，构架梁高度h＝2.2m宽高比：b/h＝2.0/2.2＝0.9＜1挡风系数：Ф＝0.30构架梁为三角形断面，风荷载体型系数按表3.3.2.3－3中的数值乘以0.9系数取用风荷载体型系数：μs＝0.9×2.2＝2.0（垂直方向）风荷载体型系数：μstw＝μst（1-ηn）/(1-η)＝1.3×(1-0.6620)/(1-0.66)＝3.82（纵向方向）∴qwk＝wk×h×Ф（垂直方向）＝βz×μs×μz×w0×h×Ф＝1.0×2.0×1.49×0.30×2.2×0.30＝0.59kN/m∴qwk＝wk×A×Ф（纵向方向）＝βz×μs×μz×w0×A×Ф＝1.0×3.82×1.49×0.30×（2.2×2.0÷2）×0.30＝1.12kN四、进出线构架柱计算：1.构架柱截面特性：钢管截面：D×t＝478mm×8mm中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第10页面积：A＝118.06cm2惯性矩：Ix＝Iy＝32635cm4抗弯刚度：Wx＝Wy＝Ix/（D/2）＝32635/（47.8/2）＝1365cm3回转半径：ix＝iy＝（Ix/A）0.5＝（32635/118.06）0.5＝16.63cm2.构架柱下端杆件内力：N1＝964kNMx1＝76kN-mMy1＝5kN-mN1＝510kN（中段）Mx1＝120kN-m775762222yxMMMkN-m3.构架稳定验算：计算长度及长细比：下段：计算长度：l01＝μ01•L01＝0.7×10.0＝7.0m＝700cm长细比：λ01＝l01/ix＝700/16.63＝42稳定系数：φ01＝0.852（钢材Q345，b类截面）平面外计算长度计算长度：l0＝μ0•L＝0.5×28＝14.0m＝1400cm长细比：λ0＝l0/ix＝1400/16.63＝84稳定系数：φ0＝0.542（钢材Q345，b类截面）中段：计算长度：l01＝μ01•L01＝1.0×10.0＝10.0m＝1000cm长细比：λ01＝l01/ix＝1000/16.63＝60稳定系数：φ01＝0.732（钢材Q345，b类截面）平面外计算长度中南电力设计院设计计算纸500kV潜江变电站四期扩建工程设计500kV构架部分第11页计算长度：l0＝μ0•L＝0.5×28＝14.0m＝1400cm长细比：λ0＝l0/ix＝1400/16.63＝84稳定系数：φ0＝0.542（钢材Q345，b类截面）钢材材质：Q345B∴钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值：f＝310N/mm2（t≤16mm）弹性模量：Es＝206×103N/mm2局部稳定验算：D/t＝478/8＝60100×（235/fy）0.5＝100×（235/