Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
Содержание 1. Расчёт проводов ЛЭП на прочность 1.1 Постановка задачи и исходные данные 1.2 Определение характеристик провода 1.3 Определение расчётной нагрузки для каждого режима 1.4 Вычисление длины критических пролётов 1.5 Расчёт кривых провисания провода 2. Расчёт опоры ЛЭП 2.1 Постановка задачи и исходные данные 2.2 Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору 2.3 Определение усилий в стержнях фермы 2.4 Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы Цель курсового проекта: Спроектировать линию электропередачи (ЛЭП) и рассчитать для неё опоры при заданном ветровом районе по гололёду. Для заданной линии ЛЭП необходимо определить нагрузки, действующие на провод для трёх расчётных режимов, напряжения в проводе, стрелу провеса, величину наибольшего провисания и её координаты, первоначальную длину провеса. Построить кривые провисания проводов. При расчёте принято: длина пролёта l
= 300 м; разность уровней точек подвеса h = 35 м; марка провода по ГОСТ 839-59 - АС-400; район по гололёду - IV; район по ветру - VI; температура, при которой подвешен провод Т0
= 0°С; среднегодовая температура TIII
= 0°С; минимальная температура TI
= - 40°С; коэффициент скоростного напора k= 1. Площадь сечения провода F = 493,3 мм2
. Расчётный диаметр провода d = 29 мм. Расчётный вес провода qп
= 1,840 даН/м. Модуль упругости материала Е = 8900 даН/мм2
. Коэффициент температурного линейного расширения 1.3.1 I режим - минимальной температуры (TI
= - 40°С; гололёд и ветер отсутствуют). Интенсивность нагрузки от собственного веса для провода марки АС-300 по ГОСТ 839-59 Удельная нагрузка 1.3.2 II режим - максимальной нагрузки (TII
= - 5°С; гололёд и ветер) Толщина стенки гололёда b = 20 мм (IV район). Скоростной напор ветра Удельный вес льда провода Интенсивность нагрузки от гололёда: Интенсивность нагрузки от давления ветра: (Здесь с = 1,2 - аэродинамический коэффициент). Суммарная интенсивность нагрузки: Удельная нагрузка 1.3.3 III режим - среднегодовой температуры (TI
= 0°С; гололёд и ветер отсутствуют). Как и для I режима: Вычисленные нагрузки и допускаемые напряжения для трёх режимов сведены в таблицу. I II III 11,5 13,0 7,75 40 5 0 1,840 4,82 1,840 0,00372 0,00977 0,00372 Длину критических пролётов вычисляем по формуле: По этой формуле находим, принимая Полученное соотношение критических величин пролётов ( Рисунок 1 1.5.1 Режим II. Горизонтальное натяжение нити: Величина наибольшего провисания: Абсцисса, определяющая положение низшей точки: Из решения видно, что низшая точка кривой провисания лежит за пределами пролёта. Стрела провисания Конечная длина провода Первоначальная длина провода По выполненным расчётам строим кривую провисания провода (рис.2). Рис.2 1.5.2 Режим I Для режима I используем уравнение состояния провода где индекс m означает исходный режим, индекс n- исследуемый режим. В нашем случае имеем: или После упрощения получим: откуда Дальнейший расчёт проводим аналогично расчёту режима II: По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму I (см. рисунок 3). Рис.3 1.5.2 Режим III Для режима III имеем: или После упрощения получим: откуда По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму III (см. рисунок 4). Для расчётной схемы опоры ЛЭП необходимо: определить интенсивность давления на ферму ветровой нагрузки (район по ветру I); определить усилия в элементах плоской фермы; подобрать из условия устойчивости безопасные размеры поперечного сечения отдельно для поясов и раскосов решётки в виде равнобокого уголка; рассчитать опасный узел сварного и болтового соединений, выполнить эскизы этих узлов. При расчёте принять: допускаемые напряжения при растяжении и сжатии для прокатных профилей допускаемые напряжения для сварных швов, болтов, заклёпок на срез сосредоточенный момент сосредоточенная сила Р = 1000 даН (0,01 МН); параметр а = 2 м. Определим величину расчётного скоростного напора: Где скоростной напор ветра (VI район) n = 1,3 - коэффициент перегрузки для высотных сооружений; k =1 - поправочный коэффициент изменения скоростного напора, зависящий от высоты и типа местности (см. п.1.1). Коэффициент лобового сопротивления для пространственной четырёхгранной фермы при направлении ветра на грань: где Сх
= 1,4 - аэродинамический коэффициент для плоской фермы; m = 0,3 - коэффициент увеличения давления ветра на подветренную грань, зависящий от типа решётки. Площадь проекции опоры на плоскость, перпендикулярную направлению ветра (рисунок 3): где При этих значениях получим: Вычисляем давление ветра на опору: где b = 1,5 - коэффициент увеличения скоростного напора, учитывающий его динамичность и пульсацию; Интенсивность ветровой нагрузки Принимаем qw
= 131 даН/м. 2.3.1 Определение узловой нагрузки Интенсивность распределённой нагрузки разносим по узлам фермы. Усилие, приходящееся на одну панель, определяем по формуле: 2.3.2 Вычисление реакций в опорах Из условий равновесия: Рис.5 Вычисление усилий в стержнях фермы Для определения усилий в стержнях используем метод сечений и способ вырезания узлов. рис.7 сечение I- I (рис.7) Условия равновесия: рис.8 рис.9 2) сечение 2 - 2 (рис.9) Условия равновесия: рис.10 Рис.11 3) сечение 3 - 3 (рис.11) Условия равновесия: Рис.12 сечение 4 - 4 (рис.15) Рис.13 Условия равновесия: Рис.14 рис.15 Сечение 5-5 (рис.18) Рис.16 Условия равновесия: Рис.17 Рис.18 Сечение 6-6 (рис. 20) Условия равновесия: Рис. 19 Рис. 20 Рис.21 сечение 7-7 (рис.24) Рис.22 Рис.23 Условия равновесия: По найденным значениям строим эпюры внутренних усилий в стержнях фермы (рис.25). Рис.24 рис.25 Наибольшее сжимающее усилие в поясе Безопасные размеры поперечного сечения равнобокого уголка находим из условия прочности при растяжении: Из условия устойчивости при сжатии имеем: принимая j0
= 0,5 в первом приближении. Согласно ГОСТ 8509-57, по сортаменту выбираем равнобокий уголок 100´100´10, для которого F = 19,2 см2
и i
min
= 1,96 см. Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно закреплёнными по концам: По справочной таблице для гибкости l = 103,6, используя линейную интерполяцию, находим: По сортаменту окончательно выбираем равнобокий уголок 100´100´10, для которого A = 19,2 см2
и i
min
= 1,98 см. Аналогичным образом определяем необходимые размеры сечения для стержней решётки. Из условия устойчивости при сжатии имеем: принимая j0
= 0,5 в первом приближении. Согласно ГОСТ 8509-93, по сортаменту выбираем равнобокий уголок 63´63´4, для которого F = 4,96 см2
и i
min
= 1,25 см. Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно закреплёнными по концам: Гибкость очень велика, поэтому выбираем равнобокий уголок 80´80´7, для которого F = 10,8 см2
и i
min
= 1,58 см. Гибкость стержня
|