Расчет одноцепной портальной опоры на оттяжках

Тогда

Nкp 4Fпδтφ 4 9,38 3300 0,77 95,34 103 даН.

R= 2100 даН/см2, С44/29 – 2600 даН/см2, С46/33 – 2900 даН/см2.

Проверять стойку квадратного сечения на устойчивость из плос-

кости изгиба не требуется.

Решетка стойки должна быть проверена на действие: а) реальной поперечной силы

Q W4c1 1757,34 439,3 даН,

где Wc1 Wвс1 Wсс1 Wнс1;

б) условной поперечной силы по СниП 11-19–62:

Qусл 12 nkFп,

50

где n – число поясов: n = 4 для четырехгранных опор;

k берется из табл. 3.19 в зависимости от выбранной марки стали (в нашем примере С46/33).

Следовательно,

Qусл 12 4 40 9,38 750,4 даН.

Поскольку условная поперечная сила больше, расчет производим по ней.

Усилие в раскосе

D Qcosmaxβ 750,45о4 1061,2 даН.

Усилие в поясе панели

UσFп 1766 9,38 16 565 даН.

3.5.Предварительный расчет траверсы

Определяем распор Х по схеме нормального режима при ветре, направленном перпендикулярно оси линии:

28,61 28,61 3,691 8,43 0,873 101 15,5 0,914 16,41 даН,

где Gх Gтр Gф Gг.

51

Определяем крутящий момент, действующий на траверсу в аварийном режиме при обрыве крайней фазы:

где R – расчетное сопротивление при аварийном режиме;

b – расстояние между узлами 1 и 2 по оси траверсы: b = 12 м;

ψ1 – угол закручивания половины траверсы от крутящего

2 k тр

момента, равного единице;

ψиl – угол поворота стойки от изгибающего момента, равного

единице и приложенного в вершине стойки; ω – площадь поперечного сечения оттяжки; Ест.т – модуль упругости стального троса;

H – высота оси траверсы над плоскостью низших опорных шарниров.

Предварительно находим угол поворота стойки и угол закручивания траверсы от единичных моментов.

Так как в плоскости, перпендикулярной плоскости портала, стойка в верхней части имеет параллельные пояса, то угол поворота ее единичного изгибающего момента, приложенного в узле сопряжения с траверсой, можно определить как для стойки с постоянным моментом инерции:

Ввиду небольшой разницы между сторонами поперечного сечения траверсы ее можно считать квадратной с базой:

bтрав 1,5 2 0,9 1,2 м,

и угол закручивания от единичного момента определять по формуле

52

где h1 – высота полупанели при треугольной решетке:

h1 b 2 6 1 м; n 6

n – число полупанелей: n = 6.

Решетка выполнена из уголков 50 5 с площадью сечения

Fp 4,8 см2.

Вычисляем

Как видно из расчета, крутящий момент, действующий на траверсу, очень мал, и им в расчете можно пренебречь. Соотношение слагаемых в знаменателе показывает, что уменьшение момента произошло из-за очень небольшой жесткости (относительно большого угла поворота) траверсы при действии крутящего момента.

53

3.6. Подбор сечений уголков решетки опоры

Определяем усилия в поясах стволов 1 и 2 опоры. Они равны, поэтому рассчитываем усилие в поясах ствола 1.

Усилия в поясах при ветре, направленном под углом 45 к оси линии, определим по формуле

где Mтpx – суммарный изгибающий момент в расчетном сечении от нагрузок, перпендикулярных оси линии;

M тpy – суммарный изгибающий момент в расчетном сечении от нагрузок, направленных вдоль оси линии;

Gтp – суммарный вес всех элементов выше расчетного сечения; k0 – коэффициент, учитывающий роль оттяжек в гашении изги-

бающего момента: k0 = 3 4; в нашем случае берем k0 = 4.

Если ветер направлен перпендикулярно оси линии, то Мт у 0.

Суммарные изгибающие моменты, подсчитанные на всю опору, воспринимаются двумя параллельными гранями стойки опоры и поэтому делятся на 2. По этой же причине вес, подсчитанный для всей опоры, разделен на 4.

Для средней секции

U2n cosγ 1,

так как γ 0 (γ – угол схождения граней); для U1n и U3n γ 9о

(рассчитываем по формулам геометрии) cos9о 0,988.

Для верхней секции расчетным является нормальный режим при ветре с гололедом, направление ветра перпендикулярно оси линии.

Определяем усилие в поясах секции.

54

Верхняя секция:

где S – длина изолятора с линейной арматурой.

Принимают, что центры тяжести ветровых нагрузок расположены на середине элемента опоры.

Расчетную ветровую нагрузку на конструкцию при ветре, направленном перпендикулярно, и гололеде определяют на основании расчетов ветровой нагрузки без гололеда с учетом различных коэф-

2,55 4,5 10817 203,5 5,95 1983,8 1,5 69,8 103 даН.

Расчетный вес опоры на основании предварительных расчетов принят

Gопр 6969 даН.

55

Расчетный вес погонного метра опоры

Gпог. м 696932 217,8 даН/м;

G31пр 7,85 Gпог. м G1трр Gф1р

7,85 217,8 1983,8 10817,1 14,5 103 даН,

G1трр 7,85 217,8 1983,8 даН;

Расчетным режимом для поясов U1п и U2п является нормаль-

ный режим при ветре без гололеда, направленном перпендикулярно оси линии.

Gфр Gгр lвылета трав 2 G2рlвылета тросостойки относ. сечения 2

532,6 2,55 0,75 10,9 12 155,6 2,55 21,74 294,3

56

2827,2 394 4,5 203,5 0,4 84,4 103 даН.

Суммарный вес выше рассматриваемого сечения

ΣG21рп 217,8 30,5 394 2827,2 9,86 103 даН,

где Gтр 394 даН;

Gфр 2827,2 даН.

Расчетная база в сечении b2п 0,9 м; cosγ 1. Усилие в поясе

+(Gфр Gтрр ) lвылета трав Gтlвылета тросостойки 532,6 0,75 1,5

2,55 21,74 294,3 (1,5 2,55 1,5 1,75) 155,6 2,55 21,74

0,5 1134 2,55 21,74 0,5 116,1 2,55 688 1,5 2,55 21,74

1,5 3,5 3376,7 (21,74 1,5 2,55 – 4,5) 2827,2 394

2,9 394 1,2 145,8 103 даН.

57

Расчетная база в сечении b1m = 0,9 м; cosγ 0,988. Следовательно,

ΣG1рп 217,8 32 394 2827,2 10,19 103 даН.

Усилия в поясе U1п:

Усилие в поясе U1п необходимо для расчёта прочности опорного

узла на сжатие. При подборе сечения пояса нижней секции проверку нужно производить в панели, гибкость которой больше. Усилие

в этой панели будет несколько меньше усилия U1п. Однако ввиду

незначительной разницы сечение пояса нижней секции допустимо выбирать по усилию U1п, разница в усилиях идет в запас прочности.

При расчете действие крутящего момента заменяем действием двух пар сил, которые приложены непосредственно к граням опоры.

Как видно из схемы совместного действия тяжения Т и пар сил Ткр,

заменяющих крутящий момент, в одной из граней сила Т/2 складывается с силой Ткр. Эта грань и является расчетной. Сначала нахо-

дят моменты кручения, а затем усилия в раскосах.

При выборе решетки необходимо проверить ее на действие реальной поперечной силы, условной поперечной силы, найти усилия в раскосах, поясах панели, определить распор (этот расчет производили раньше, см. п. 3.4).

Рассмотрим подбор сечения на примере верхней секции. Выбираем, что пояса всей стойки выполнены из уголка 80 7.

В поясе U3п крайние точки рассматриваемой панели закреплены

только в одной грани, а между этими точками закрепления сжатый пояс может изгибаться только параллельно закреплению в средней точке, поэтому гибкость определяется по радиусу инерции

ρx JFx ,

58

λμl 1·135 51,33,

ρx 2,63

где µ – коэффициент длины, зависящий от заделки концов стержня: µ = 1 (берется для всех опор);

l – геометрическая длина панели пояса.

При креплении раскосов к поясу одним болтом в расчетную длину пояса вводится коэффициент µп = 1,14 независимо от погонных жесткостей пояса.

При определении гибкости длина по геометрической схеме lp умножается на коэффициент длины µр, который определяется в за-

висимости от гибкости lp :

ρy

λп µпλ 1,14 51,33 58,5.

Значение критической силы определим по формуле

Nкр π2 EJ2x 3,142 2, 2 1062 65,3 174 860 даН. μl 1 1,135

Коэффициент продольного изгиба

φ φφ ,

где φ – собственно коэффициент продольного изгиба; φ – коэффициент учета неизбежных случайных искривлений

оси стержня:

59