北京市结构设计计算书.doc

高压线塔架计算书 目录 前言………………………………………………1 模型加工图及结构选型…………………………1 材料性能…………………………………………4 3.1设计实验…………………………………………………… 3.2实验数据及性能参数……………………………………… 结构建模………………………………………… 4.1计算假设…………………………………………………… 4.2计算模型…………………………………………………… 4.3材料主要参数……………………………………………… 受荷分析与结构强度校核……………………… 5.1水平静载作用下应力与刚度分析………………………… 5.2冲击载荷作用下结构的强度校核………………………… 模型加工………………………………………… 6.1节点设计…………………………………………………… 6.2模型加工…………………………………………………… 附录…………………………………………………… 前言 随着能源转型的进行，电力设施成为国家经济命脉。而作为其支柱的高压电线塔架的重要性日益凸显，它的主要设计要求是“坚固而经济”。本塔架形式独特，设计精巧，采用四层对称塔式结构，桁架布置经济有效，严格按照规则要求设计，做到了坚固实用，精致大方。 输电塔通常是用金属材料轧制成的型钢和钢板做基本构件，采用焊接或螺栓连接等方法，按照一定结构组成规则连接起来的钢结构构件。在电力输送环节起着重要的作用。一条送电线路由发电厂开始，到用电单位结束，中间要穿越村庄、农田、森林和高山，跨越河流、公路、铁路等，塔架结构作为送电线路的重要组成部分，起着支撑和架空电力线的作用。在送电线路工程中，高压和超高压送电线路工程，是国家经济建设的生命线工程，线路中的高压线塔架结构担负着架空电力线的重任，不言而喻其作用是极其重要的。 图1. 塔架的各种结构形式 塔架结构型式主要有钢管拉索，柱形桁架拉索，塔型桁架，椎管和折叠塔杆五种结构形式，所选用的塔型桁架，顶部截面结构尺寸小，根部界面结构尺寸大，可以按照等强度减少耗材的原??进行设计，塔架的性价比较高，在松软地质的地面上，采用这种塔架，节省基础用材料，减少基础挖掘深度，降低工程造价。 模型加工图及结构选型 我们综合比较了各种模型以及桁架布置之后，选择了如图1所示的模型作为最终的模型进行分析计算和制作。（为能使俯视图更加清晰，所以三视图未按国家标准位置摆放。）模型所用材料截面及尺寸见表1。 3 A 2 1 B A 四层 三层 二层 一层 图2. 塔架结构正视图以及杆编号 图3. 塔架结构左视图及杆编号 图4. 塔架结构俯视图及杆编号 表1. 材料表 杆编号横截面积 （mm×mm）杆长（mm）根数杆编号横截面积 （mm×mm）杆长（mm）根数13×4711.484142×2135224×62901152×2221832×3804162×276842×41704172×262452×2572182×249462×41344192×2173272×41072202×4368882×21408212×370892×4532222×31128102×21968232×32354112×2738242×33322122×32062252×31394132×21152262×4218 因为“X”型结构维持整体以良好的稳定性和抗弯抗扭能力，结构设计围绕每层的“X”型部分展开，并在其上做相应的小结构以稳定补充。按照结构整体等强原则，塔架每层高度不同，经过多次强度分析比较，最终选定为自上而下2:3:3:6比例制作，各层结构标号如上图，下面分层分析选型原因及悬臂部分设计。 一层：C、D杆将载荷传递到未加载一面，避免载荷集中于一面而另一面却不会受到较大应力的情况，以减小受力一侧的应力值；E横杆分配外载，稳定结构。正面、侧面仅有“X”结构即可满足强度要求，因为悬臂部分设计已十分稳固，如此简单处理即可满足经济性要求。 二层：正面、侧面结构不同，这是考虑到在比赛要求的冲击载荷作用下，两侧面受力情况不相同的缘故。主视图内，A梁主要承受向纸内偏左方向的弯曲和自上向下看顺时针的扭转，而左视图内，B梁主要承受向左的弯曲。在前后两面，一二层交界处各添加横梁支撑以防止主梁在1节点处断裂；“X”型结构上各添加两竖杆可以起到缩短杆长从而防止“X”型结构木杆太长而失稳。在左右两面，层内添加两根横梁可以防止A、B梁变形过大，使层内