220kV构架(6)

220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书

销钉抗剪验算：

?dV=233.4.1-1)

24fv=233.142323

23115=382.29 kN(其中fv查自《钢结构设计规范》（GB50017-2003）表

端撑上节点板抗剪验算：V=（10532-50）3115（fv）338（厚）=699.2 kN

端撑上节点板抗剪验算（双剪）：V=（10532-50）3115（fv）332（厚）32=1177.6 kN 总上所述，承载力均大于设计荷载(1.33267.96=348.35 kN)，满足要求。

(2)边柱内力计算

A: 边柱（采用?37738钢杆）强度计算，查《手册》公式5-8：

NAn?Mx?xWny?My?yWny≤f=215N/mm2

IR15791.85137.7?0.5查钢结构截面特性： A=9274 mm2 WX= WY=

NAn?Mx=

31000=837764 mm3

?xWny?My?yWny=

1.3?234.19?10009274?1.3?9.6?10000001.15?83776464.75?1.3?14.06?10000001.15?837764

=32.83±12.95±18.97=?0.91 N /mm2

B:局部稳定：查《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.4.5条规定，其外径与壁厚之比不应超过100（235/fy）

3778=47.1

100?235215=109

C:整体稳定（见图七）：查《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.2.2条：

公式5.2.2-1： N??mxMX?XA?XW1X(1-0.8NN?Ex≤f=215N/mm2 )查《手册》表5-2得μ=0.7 H0=0.7387003

265=6210mm

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i=13.049cm ?x=

H0i=

6210130.49=47.5 ?x=0.867

根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.2.2.1.1）说明取?mx=1.0， 表

5.2.1?EA1.1?2X2取

?x2=1.15，

3W

1X=

IR=

15791.85137.7?0.531000=837764 mm

3，

??NEx=

3.142?206?10?92741.1?47.52=7599181 N

N?XA??mxMX?XW1X(1-0.8NN?Ex=)1.3?234.19?100.867?92743?1.3?14.06?101.15?837764?(1-0.862495807599181

) =37.86+19.48=57.34N/mm(2)中柱内力计算：

2

A: 中柱（采用?27338钢杆）强度计算，查《手册》公式5-8：

NAn?Mx?xWny?My?yWny≤f=215N/mm2

IR5851.71427.3?0.5查钢结构截面特性： A=6660.2 mm2 WX= WY=

NAn?Mx=

31000=428697 mm3

?xWny?My?yWny=

1.3?177.58?10006660.2?1.3?6.44?10000001.15?42869772.74?1.3?8?10000001.15?428697

=34.66±16.98±21.10=??3.42 N /mm2

B:局部稳定：查《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.4.5条规定，其外径与壁厚之比不应超过100（235/fy）

2738=34.1

100?235215=109

C:整体稳定（见图七）：查《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.2.2条： 公式5.2.2-1： N??mxMX?XA?XW1X(1-0.8NN?Ex≤f=215N/mm2 )查《手册》表5-2得μ=0.615+0.165（1+

N1N2）+0.055（1+

N1N2）2=0.745

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H0=0.7453145003

265=11016mm

1101693.73i=9.373cm ?x=

H0i=

=117.5<[150] ?x=0.450

根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.2.2.1.1）说明取?mx=1.0， 表5.2.1取?x=1.15，W1X=

??NExIR=

5851.71427.3?0.5331000=428697 mm，

3?EA1.1?X22=

3.142?206?10?6660.21.1?117.522=891864 N

N?XA??mxMX?XW1X(1-0.8NN?Ex=)1.3?177.58?100.45?6660.23?1.3?8?1061.15?428697?(1-0.8177580891864

) =77.03+25.09=102.12N/mm2<215 N/mm2

5. 结论

通过计算可知上述主材均已满足设计要求。

七、 避雷针挠度及法兰核算

1. 构架避雷针挠度计算

4) a) 根据《变电站建筑结构设计技术规定》（修编送审稿）表8.5.3及8.5.4条规定取最大风荷载标

准值的0.5倍作为设计值。即0.5 qi及0.5 Qi。（查《手册》表2-16得E=2063103N/mm）

b) 本次计算时将挠度假定分为每段均布荷载作用下挠度及整体集中荷载作用（即每段荷载作为集中力传给其以下各段产生的荷载作用）下挠度 5) 避雷针均布荷载下（见图四）：W均布= W1=0.5?qili428EIi

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220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书

=0.5(

0.13?2500348?206?10?94530+

0.19?2500348?206?10?935610+

0.18?2500348?206?10?3571400+

0.23?25004+

0.26?25004)

8?206?103?100311708?206?103?18000760=0.5(32.60+4.81+1.20+0.54+0.34) =19.75mm

6) 避雷针荷载所产生集中力对以下四段产生的挠度：

33W2li集中=W2=0.5(?Q1li+l3i3EI?Q2i3EI+?Qi3EI+?Q3l3ii3EI)

i?103?25003(0.33?0.48)?103?25003=0.5 (

0.333?206?103?935610?3?206?103?3571400?

(0.33?0.48?0.45)?103?25003(0.33?0.48?0.45?0.58)?103?25003

3?206?103?10031170?3?206?103?18000760)=0.5(8.92+5.73+3.18+2.58)=10.21mm

W= W1+ W2=19.75+10.21=29.96mm<12500/100=125mm

2. 避雷针底部内力值

标准值：

MK针=13.71kN m NK针=2.9 kN（自重） VK针=2.49 kN

设计值：

M

设计K针=1.4?13.71=19.19kN m N

设计K针=1.2?2.9=3.48 kNV设计K针=1.4?2.49=4.06 kN

3. 法兰连接核算

1) 受拉（弯）共同作用时(查《手册》5.52公式)：NbMY1Ntmax=

??Y2n? Nbt

i 28

自重）

（220kV(20kV)变电站标准化设计户外AIS方案 220kV构架及基础计算书

2) 选用M22螺栓，N=

bt3.14?de42ft=303mm3300N/mm=90900 N 即Nt= 90.9 kN

b22b? 6.8级镀锌粗制螺栓ftb=300N/mm2 3) 最底端法兰连接核算(如图十四所示)：

MN

图十四：法兰断面图

=

19.194.06=4.73 m?0.194/2 ,取管外壁切线为旋转轴，

则：Y1=（435-80）/2+194/2=274.5mm

Yi=80.5/2=40.25mm——2个螺栓 Yi=80.5mm——1个螺栓

受力最大的一个螺栓的拉力： Ntmax=

bMY1?Y2i?Nn=

19.19?0.27450.2745NtmaxLxLYb2?2?0.0402560.72?1032?0.08052-

3.486=60.72 kN< Nt= 90.9 kN

b法兰板上均布荷载：q==

120.5?177.5=2.84 N/mm

LY/ LX=120.5/177.5=0.679 查《手册》表5-8得?=0.0846 板中弯矩：Mox=?qLX=0.084632.843177.52=7569.8 N2mm

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