Техническая механика. Курсовая работа по дисциплине Техническая механика Основы механического расчета опор воздушных линий электропередачи

• Название: Курсовая работа по дисциплине Техническая механика Основы механического расчета опор воздушных линий электропередачи
• Анкор: Техническая механика
• Дата: 24.04.2022
• Размер: 2.7 Mb.
• Имя файла: Tekh_mekhanika_kursach_pravka.docx
• Тип: Курсовая; #493832

МИНОБР НАУКИ РОССИИ

Филиал федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего образования

«Самарский государственный технический университет в г. Сызрани»

Кафедра ИД

Курсовая работа

по дисциплине «Техническая механика»

«Основы механического расчета опор воздушных линий электропередачи»

Вариант 4

Выполнил:

студент гр. ЭС – 209

Ватетин А.С.

Проверил:

доцент, В.Д.

2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………….

Расчет ствола опоры в нормальном режиме………………………………

Расчет ствола опоры в аварийном режиме……………………………......

Определение характеристик и прочности стойки железобетонной опоры……

Расчет траверсы………………………………………………………………….

Выводы…………………………………………………………………………..


Дано:

Тип опоры ЛЭП – Промежуточная одноцепная;

Материал опоры – Железобетон;

Номер режима – I нормальный;

Нагрузка на опору в т. Крепления проводов («п») и троса («т»), Кн -

Горизонтальные нагрузки -

ɑ, град. – 38;Q

Вес опоры, кН – 47,8;

Давление ветра на опору * , кН или , кН/2 – 0,62;

Точки обрыва проводов и троса в аварийном режиме – С


Введение

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) служат для передачи и распределения электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и линейной арматуры к опорам или кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях (мостах, зданиях и т. д.). Основными элементами воздушных линий являются провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты.

На воздушных линиях переменного тока подвешивают не менее трех проводов, составляющих одну цепь, на воздушных линиях постоянного тока — не менее двух проводов.

По числу цепей воздушные линии делят на одноцепные, двухцепные и многоцепные. Число цепей определяется схемой электроснабжения и необходимой степенью резервирования потребителей электрической энергии. Двухцепные линии могут быть выполнены на одноцепных или двухцепных опорах.

Трасса воздушных линий должна выбираться по возможности кратчайшей. В районах с большими отложениями гололеда, сильными ветрами, лавинами, оползнями, камнепадами, болотами и т. п. необходимо по возможности при проектировании предусматривать обходы особо неблагоприятных мест, что должно быть обосновано сравнительными технико-экономическими расчетами.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две группы:

а) опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;

б) опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

1. 
   РАСЧЕТ СТВОЛА ОПОРЫ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ
   

Рассматриваем опору как консольную балку с заделкой на нижнем конце и начинаем построение всех эпюр внутренних усилий со свободного конца. Начало отсчета координаты z выби­раем в верхней точке опоры, ось zнаправляем вниз.

1. 
   Построение эпюры продольны х си л N
   

Продольная сила обусловлена действием вертикальных сил Zn, ZT и силы тяжести конструкции Q0 Интенсивность верти­кальной равномерно распределенной нагрузки.

Вычисляем значения продольной силы в характерных сече­ ниях и строим эпюру:

Z=0

На эпюре продольных сил все наклоны прямые и параллельны.

2. 
   Построение эпюры изгибающих моментов в плоскости, перпендикулярной оси ЛЭП (плоскость yz).
   

Изгибающий момент обусловлен действием вертикальных сил , горизонтальных сил и силы давления ветра



Вычисляем значение изгибающих моментов в характерных сечения и строим эпюру со стороны сжатых волокон.

Z=0

2. 
   РАСЧЕТ СТВОЛА ОПОРЫ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ
   
   1. 
      Построение эпюры продольных сил N
      

При обрыве одного троса в точке С вертикальные силы в них уменьшится в два с половиной раза. Вычисляем значение продольной силы в характерных сечениях и строим эпюру:

Z=0

2. 
   Построение эпюры изгибающих моментов в плоскости, перпендикулярной оси ЛЭП ( плоскости yz)
   

Аварийный режим расчитывается без учета ветра, поэтому горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода, трос и ствол опоры ( ) отсутствуют. Изгибающий момент обусловлен действием только вертикальных сил .

Z=0

3. 
   Построение эпюры изгибаю щ их моментов М у в плоскости, параллельной оси Л Э П (плоскость xz).
   

Изгибающий момент Му обусловлен действием только горизонтальных сил приложенных в точках обрыва троса.

4. 
   Построим эпюру крутящих моментов
   

3. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПРОЧНОСТИ СТОЙКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОПОРЫ
   

Определить прочность центрифугированной железобетон-ной стойки опоры с внешним D и внутренним d диаметрами на уровне земли, армированной стержневой или канатной арматурой.

Класс бетона по прочности выбрать самостоятельно из вариантов: С25/30, С30/37, С35/45, С40/50, С45/55.


R_б - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, равное 16.7, 20, 23.3, 26.7, 30 МПа (Н/мм²) для класса бетона С 25/30, С 30/37, С 35/45, С 40/50, С 45/55;

F_б - площадь поперечного сечения бетона, мм²;

r_б - средний радиус бетонного сечения опоры на уровне земли:

F_a, F_н - площадь поперечного сечения ненапряженной и напря­женной арматуры, мм²;

R_a, R_н - расчетное сопротивление на растяжение продольной ненапрягаемой и напрягаемой арматуры, равное 450 и 1000 МПа (Н/мм²);

R_ac - расчетное сопротивление ненапрягаемой продольной арматуры на сжатие, принимаемое равным 355 МПа (Н/мм²);

r_a, r_н - радиусы расположения ненапрягаемой и напрягаемой продольной арматуры в рассматриваемом сечении, мм, при этом r_a ≠ r_н ≠ r_б;

ϭ_с ≥ R_ас - предварительное напряжение продольной напрягаемой арматуры сжатой зоны бетона, принимаем от 400…700 МПа (Н/мм²);

φ - коэффициент, характеризующий относительную площадь поперечного сечения сжатой зоны бетона;

d_н - диаметр напрягаемого стержня, мм; примем равным 12 или 14 мм.

d_а - диаметр ненапрягаемых стержней, мм; примем равным 12 или 14 мм.

где n_н - количество напрягаемых стержней (принимается не менее шести: 6, 12, 18);

n_а - количество ненапрягаемых стержней; при использовании канатной арматуры n_a = 0, стержневой n_a ≈ (1,5...2,0) n_н.

Вычисляю площадь сечения:



Вычисляю осевые моменты инерции сечения:



Вычисляем основные моменты сопротивления сечения:



Вычисляю эквивалент напряжение в нормальном режиме:



Вычисляю эквивалент напряжение в аварийном режиме:

1. 
   Определяю площади поперечного сечения бетона:
   

2. 
   Рассчитываю радиусы (напряженной, ненапряженной, бетонной):
   

3. 
   Определяю коэффициент при армировании напрягаемой и ненапрягаемой стержневой арматурой:
   

4. 
   Определяю прочность железобетонной стойки опоры, характеризуемая пре­дельным изгибающим моментом М_пр:
   

5. 
   После вычислений проверяю условие: