3.2.2. Расчёт нормативных нагрузок на стойки опоры

А) Горизонтальные нагрузки:

- горизонтальная составляющая нагрузок, действующих на стойки со стороны траверсы.

- ветровая нагрузка

Б) Вертикальные нагрузки:

- вертикальная составляющая нагрузок, действующих на стойки со стороны траверсы.

- нагрузка от веса тросостойки и молниеотвода

- собств. вес опоры

А. Горизонтальные нормативные нагрузки.

А1. Горизонтальная составляющая нагрузок, действующих на стойки со стороны траверсы.

Включает в себя следующие нагрузки: (расчёт ведётся для средней колонны, наиболее нагруженной):

А1.1. От ветровой нагрузки, действующей на траверсу:=477 Н

А1.2. От тяжения проводов:=+=-1249+21=-3684 Н

А2. Ветровая нагрузка

Как было указано выше, значения ветрового давления равны:

на высоте 5 м W₁ = 115 Н/м²;

на высоте 10 м W₂ = 150 Н/м²;

на высоте 20 м W₃ =196 Н/м²;

на высоте 40 м W₄ =253 Н/м²;

На высоте 16,1 м (отметка верха стойки) в соответствии с линейной интерполяцией:

W₆=W₂ +(W₃-W₂)/10·(16,1-10)=150+(196-150)/10·6,1=178 Н/м²;

Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной стойки длиной 16,1 м:

W_е== 2[ 115· () + 35·6,1(10+3,05) + 0,5·35·5(5+2/3·5) + 0,5·28·6,1(10+)]/16,1²=152,7 Н/м²;

Аэродинамический коэффициент для элементов круглого или кольцевого сечения определяется следующим образом:

1. Определяется число Рейнольдса:

=0,88d*

Для 1 ветрового района =230Н/м²

==(0,85-0,65)+0,65=0,77 – коэф., учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определён интерполяцией.

=1,4 – коэффициент надёжности по нагрузке для ветровой нагр.

d – диаметр сечения

В варианте с ЖБ стойками: d=0,56м (стойка СЦП 195-310)

В варианте с металлическими стойками предварительно примем d=0,3 м

Тогда число Рейнольдса соответственно в варианте «ЖБК» и «МК» равно:

=0,88*0,56*=4,8*

=0,88*0,3*=3,9*

2. Аэродинамический коэффициент определяется по формуле:

=k, где

k – коэф., определяемый в зав-сти от:

=2=2=2*=66 для варианта с ЖБ стойками.

=2=2=2*=82,5 для варианта с мет. стойками.

рис. Д.23 СП 20.13330.2011 получим:

=0,92

=0,93

определяется порис. Д.17СП 20.13330.2011 в зав-ти от (относ.шероховатость=0,005 м для ЖБК и 0,001 для МК, т.е.и числа Рейнольдса

Получим:

=0,63

=0,45

Таким образом, аэродинамический коэффициенты равны:

=0,92*0,63=0,58.

=0,93*0,45=0,42.

3. Определяется площадь, на которую действует ветровая нагрузка:

А=*H.

=*16,1=12,95

=*16,1=10,36

4. Найдем суммарную ветровую нагрузку, действующую на конструкцию стойки опоры.

= W_е=152,7*12,95*0,58=1147 Н

= W_е=152,7*10,36*0,42=664 Н

Т.о., расчётная равномерно распределённая нагрузка от ветра на стойку опоры равна:

-для ЖБ стойки:

===69,5 Н/м

-для мет. стойки:

===40,2 Н/м

Б. Вертикальные нормативные нагрузки.

Б1. Вертикальная составляющая нагрузок, действующих на стойки со стороны траверсы.

Включает в себя следующие нагрузки (расчёт ведётся для средней колонны, наиболее нагруженной):

Б1.1. Нагрузку от веса траверсы: 9520 Н

Б1.2. Нагрузку от веса проводов: 286+149)=1305 Н

Б1.3. Нагрузку от веса гололеда: 91,2+47,5)=416 Н

Б1.3. Нагрузку от веса гирлянд изоляторов: =2952 Н

Б1.4. Монтажную нагрузку: =1500 Н

Б2. От веса тросостойки и молниеотвода.

Вес тросостойки – 166 кг, молниеотвода – 109 кг. Тросостойки расположены на всех стойках опоры, молниеотводы – только на крайних.

Таким образом, нагрузки от веса тросостоек и молниеотвода равны:

- для крайних опор:

P=+=1660+1090=2750 Н

- для средней опоры:

P==1660 Н

Коэффициенты перегрузки в нормальных и монтажных режимах.

Вид нагрузок	Коэф. перегрузки в норм. режиме	Коэф. перегрузки в монт. режиме
От собств. веса конструкций опор и фундаментов, веса проводов, тросов и оборудования	1,1	1,1
От веса гололёда на проводах и тросах	2,0	1,1
От давления ветра	1,2	1,1
Горизонтальные нагрузки от тяжения проводов и тросов	1,3	1,1
Монтажные нагрузки	-	1,3

С учётом этих коэффициентов и требований СП 20.13330.2011 произведём расчёт конструкций опоры.