鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)則2006稿

1、鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)則（角鋼/鋼管塔）審核：校核：編寫：金曉華廣東省電力設(shè)計(jì)研究院送變電室20069一、 設(shè)計(jì)依據(jù)1.110kV500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DL/T5092-1999)2架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T 5154-2002)3“設(shè)計(jì)條件及塔頭間隙圖”（廣東省電力設(shè)計(jì)研究院）(附件1)二、荷載1導(dǎo)、地線荷載見 廣東省電力設(shè)計(jì)研究院提供“鐵塔外負(fù)荷計(jì)算書(附件2)”:2設(shè)計(jì)工況應(yīng)包括正常運(yùn)行（包括最小垂直荷載和最大水平荷載組合；直線塔最小垂直檔距取0.5倍水平檔距；轉(zhuǎn)角塔要考慮正、負(fù)垂直檔距）、斷線、安裝的最不利組合情況，轉(zhuǎn)角塔及結(jié)構(gòu)布材不對(duì)稱的塔應(yīng)計(jì)算反向風(fēng)工況，

2、所有塔應(yīng)計(jì)算基礎(chǔ)作用力工況。為便于校對(duì)，應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)工況歸并，可參考 “鐵塔設(shè)計(jì)工況”（附件3），并應(yīng)詳細(xì)列出每種荷載工況組合，而不是單純指出第幾種到第幾種為事故或安裝等工況。參考國(guó)網(wǎng)典型設(shè)計(jì)，新規(guī)劃的直線塔規(guī)定了計(jì)算高度，鐵塔外負(fù)荷是對(duì)應(yīng)這個(gè)計(jì)算高度值的。桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)以及線條荷載對(duì)地距離均應(yīng)按該計(jì)算高度（呼高）取值。對(duì)本塔高于該計(jì)算呼高的，應(yīng)采用由我院電氣專業(yè)開的縮小使用條件的鐵塔外負(fù)荷來驗(yàn)算，原則上不增大共用段原主材構(gòu)件規(guī)格，如個(gè)別共用段主材構(gòu)件規(guī)格差別不大的情況下，則選用較大規(guī)格主材，而不修改檔距從而修改計(jì)算荷載再重新計(jì)算，但應(yīng)得到結(jié)構(gòu)室內(nèi)部確認(rèn)。引用國(guó)網(wǎng)典型設(shè)計(jì)，作以下特殊規(guī)定：）

3、500kV直線塔考慮施工錨固工況，部分使用條件大的220kV直線塔也考慮施工錨固工況；500kV和220kV直線塔都考慮2倍起吊安裝荷載，但應(yīng)按4:6比例分配到前后的荷載點(diǎn)上。）為降低塔材指標(biāo)，新規(guī)劃的直線塔分平地和山地二類，其中平地直線塔考慮12種使用條件的塔型，按平腿設(shè)計(jì)，導(dǎo)線斷線張力取一相Tm的15%（500kV）和20%（220kV及以下）；山地直線塔考慮34種使用條件的塔型，按長(zhǎng)短腿設(shè)計(jì)，導(dǎo)線斷線張力對(duì)500kV電壓等級(jí)取15%（第1種使用條件的塔）、20%（第2種）及25%（第3、4種），對(duì)220kV及以下電壓等級(jí)取20%（第1種）及25%（除第1種外）。在塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的

4、工程概況中列出斷線張力百分?jǐn)?shù)。）山區(qū)耐張塔的荷載組合應(yīng)考慮兩側(cè)正檔下壓、兩側(cè)負(fù)檔上拔、一側(cè)正檔另一側(cè)負(fù)檔扭轉(zhuǎn)的所有正常、斷線、安裝工況的組合；平地耐張塔（當(dāng)塔型規(guī)劃有時(shí)），不考慮上拔情況。所有轉(zhuǎn)角塔計(jì)算工況均應(yīng)疊加跳線串荷載。4）直線塔的導(dǎo)線掛點(diǎn)當(dāng)采用“I”型串時(shí)按照前、后、中三個(gè)掛點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)運(yùn)行大風(fēng)情況應(yīng)分別考慮中掛點(diǎn)承擔(dān)垂直荷載或前后兩掛點(diǎn)的垂直荷載按照:分配的情況。5.荷載系數(shù)工況恒載分項(xiàng)系數(shù)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)可變荷載組合系數(shù)正常大風(fēng)1.2(不利時(shí)) 1.0(有利時(shí))1.41.0導(dǎo)（地）線斷線1.2(不利時(shí)) 1.0(有利時(shí))1.40.9導(dǎo)（地）線安裝1.2(不利時(shí)) 1.0(有利時(shí))

5、1.40.9三、 設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)則 主要原則：）確保鐵塔的強(qiáng)度、穩(wěn)定和今后的安全。）降低鋼材耗量。）構(gòu)件的布置合理、結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)潔，傳力路線直接、簡(jiǎn)短、清晰。）合理劃分部件和節(jié)間，充分發(fā)揮構(gòu)件的承載潛能。5）滿足現(xiàn)行架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T 5154-2002)有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。6）長(zhǎng)短腿應(yīng)按計(jì)算高度減腿的原則設(shè)置，取消共用接腿，各腿獨(dú)立設(shè)計(jì)。7) 計(jì)算成果應(yīng)包含我室專業(yè)小程序生成的全塔分析云圖,并對(duì)云圖加以整理以方便校對(duì)。鐵塔構(gòu)件計(jì)算及斷面選擇采用東北電力設(shè)計(jì)院編制的“自立式鐵塔內(nèi)力分析軟件IGT2.0”或其它經(jīng)過國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)鑒定的鐵塔設(shè)計(jì)軟件（如VTLA2003）對(duì)鐵塔進(jìn)行

6、整體有限元計(jì)算，對(duì)鐵塔受力材進(jìn)行選材（要求用規(guī)程(DL/T5092-1999)、規(guī)定(DL/T 5154-2002)計(jì)算）。對(duì)鐵塔輔助材考慮長(zhǎng)細(xì)比及被支撐受力材最大內(nèi)力的影響設(shè)計(jì)選材，可參考“鐵塔輔助材選材細(xì)則（附件4）”。橫擔(dān)的輔助材也應(yīng)按有限元法建模計(jì)算規(guī)格。對(duì)支撐角鋼規(guī)格大于Q345L125X10的V面輔助材也應(yīng)按有限元法建模計(jì)算規(guī)格，而不能僅按長(zhǎng)細(xì)比選材。輔助材也應(yīng)進(jìn)行人重彎矩的驗(yàn)算。對(duì)于腿部交叉斜材中間的橫隔面如下圖所示當(dāng)新設(shè)計(jì)大肢寬、小壁厚的角鋼時(shí)，應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)中規(guī)定的寬厚比。軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)定(DL/T 5154-2002)中附錄D確定。系數(shù)的查對(duì)，應(yīng)以修正后的長(zhǎng)細(xì)比值K

7、去查。（當(dāng)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比<120，且為單面連接時(shí)，應(yīng)考慮構(gòu)件的偏心影響；當(dāng)構(gòu)件為斜材或輔助材，且長(zhǎng)細(xì)比120，每端有兩個(gè)以上螺栓連接，并滿足i約i被約時(shí)，應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)的嵌固影響。其中，i約：約束桿件的線抗彎剛度系數(shù)總和；i被約：被約束桿件的線抗彎剛度系數(shù)總和。）對(duì)單回路直線塔的曲臂，因外主材彎折，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，應(yīng)充分考慮剛度，并對(duì)構(gòu)造提出要求，給出示意圖。對(duì)橫擔(dān)下平面等，應(yīng)采取在主材與斜材間增加小三角輔助支撐的方式或其它布材方式，盡量減小主、斜材的計(jì)算長(zhǎng)度，以達(dá)到減小構(gòu)件規(guī)格的目的。對(duì)荷載較大的直線塔和轉(zhuǎn)角塔，如需主材設(shè)計(jì)成雙角鋼時(shí)，轉(zhuǎn)角塔則由塔頭到塔腿均設(shè)計(jì)成雙角鋼，直線塔

8、則在變坡位以下設(shè)計(jì)成雙角鋼，變坡位以上盡量采用單角鋼。（可采用調(diào)整塔頭坡比的方法設(shè)計(jì)成單角鋼，該坡比應(yīng)該與電氣再溝通）主材接頭均按雙剪設(shè)計(jì)，應(yīng)列出每個(gè)接頭外包板、內(nèi)包角鋼的規(guī)格及螺栓數(shù)，螺栓數(shù)應(yīng)進(jìn)行主材肢厚的擠壓驗(yàn)算。對(duì)于單角鋼的主材，連接螺栓至少有一個(gè)以上的螺栓余度，且螺栓個(gè)數(shù)應(yīng)取偶，對(duì)雙角鋼主材連接螺栓應(yīng)有兩個(gè)以上的螺栓余度，且螺栓數(shù)應(yīng)為4的倍數(shù)。對(duì)于T形組合角鋼設(shè)計(jì)的塔身?xiàng)U件，應(yīng)按雙剪設(shè)計(jì)連接螺栓個(gè)數(shù)，并應(yīng)對(duì)連接板厚進(jìn)行擠壓驗(yàn)算螺栓數(shù)。材質(zhì)根據(jù)塔體不同部位，構(gòu)件選用不同的鋼材：塔身（腿）主材部分選用單角鋼、雙角鋼、四角鋼或鋼管，橫擔(dān)部位選用角鋼；塔身（腿）主材、橫擔(dān)主材及作用力較大（連接

9、螺栓多于4個(gè)）受強(qiáng)度控制的桿件（包含肢厚大于6mm以上的輔助材應(yīng)做Q235與Q345鋼種選擇比較）選用Q345(Q420)鋼材；塔體斜材、橫隔面材、受長(zhǎng)細(xì)比控制的桿件及其他輔助材選用Q235鋼材。系數(shù)取值a.塔體風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)ßz按新規(guī)定（5.7式）取值，并應(yīng)在計(jì)算文件中說明取值考慮的因素。b構(gòu)件體型系數(shù)z按新規(guī)定（5.7式）取值（對(duì)鋼管及角鋼桿件取不同值）。注：由于該程序只能單獨(dú)計(jì)算選材為角鋼或鋼管，且程序?qū)︿摴茱L(fēng)荷載體型系數(shù)自動(dòng)取1.0，而實(shí)際采用0.8，故設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)在保證鋼管桿件及角鋼桿件同時(shí)滿足新規(guī)定要求的前提下自行等效處理，并在計(jì)算總說明中對(duì)該系數(shù)的處理方法作說明。c對(duì)桿件

10、的允許長(zhǎng)細(xì)比按新規(guī)定（7.2.3）取值，當(dāng)取不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)有充分論證。d鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按新規(guī)定取值。所有塔當(dāng)塔腿采用5、6、7、8分格時(shí)，為保證塔腿整體穩(wěn)定，塔腿主、斜材鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按取值的0.96、0.93、0.91、0.89進(jìn)行折減。其它要求 a.為力求設(shè)計(jì)的合理，鐵塔布材應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，桿件布置應(yīng)簡(jiǎn)單，受力明確，整體符合新規(guī)定構(gòu)造要求。主要受力桿件接近滿應(yīng)力并效率趨于一致。每種塔型的計(jì)算應(yīng)先按角鋼塔的方案進(jìn)行考慮，當(dāng)主材必須用雙組合角鋼時(shí)，還應(yīng)按鋼管塔方案進(jìn)行計(jì)算。在方案比較時(shí)，先初步選定主材的規(guī)格，確定根開，然后按同一根開不同的布材方式進(jìn)行優(yōu)化，使傳力簡(jiǎn)單直接，力求使長(zhǎng)桿件受拉、短桿件受壓

11、，使各桿件的強(qiáng)度、剛度均勻。對(duì)作用力大、連接螺栓數(shù)量多以及選材規(guī)格大的桿件還應(yīng)按單、雙角鋼方案進(jìn)行比較，綜合比較優(yōu)化選出塔重最輕的方案。對(duì)受力較大的橫、斜材，應(yīng)有單角鋼及雙角鋼的結(jié)果標(biāo)在單線圖中，供制圖選擇較優(yōu)方案。b各局部驗(yàn)（計(jì)）算書及大樣圖橫擔(dān)單、雙角鋼桿件驗(yàn)算書及雙角鋼肢向大樣圖；塔腿輔助材及其螺栓計(jì)算書；上人荷載桿件的驗(yàn)算書；跳線串荷載桿件驗(yàn)算書；組合構(gòu)件填板計(jì)算書及大樣圖；組合角鋼螺栓計(jì)算；塔座板（型式見<附件5>）設(shè)計(jì)計(jì)算書及樣圖；插板連接計(jì)算書及大樣圖；法蘭盤計(jì)算書及大樣圖；主材角鋼與塔腳板間焊縫、主材鋼管與塔腳板間焊縫強(qiáng)度計(jì)算書及示意圖等。c.對(duì)直線塔的起吊荷載，當(dāng)

12、設(shè)計(jì)為用單孔起吊時(shí)，須按該一點(diǎn)提升2倍起吊荷重計(jì)算；當(dāng)不在中點(diǎn)起吊時(shí)，須將2倍起吊荷重按5:5的比例分配給前后側(cè)兩孔計(jì)算。±800kV等有特殊要求時(shí)除外。d.對(duì)導(dǎo)地線掛點(diǎn)、施工用孔等局部集中荷載附近的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及孔徑等須按“設(shè)計(jì)條件及塔頭間隙圖”中說明的掛線方式、掛孔要求、選用金具進(jìn)行強(qiáng)度校核，并提供計(jì)算書。導(dǎo)、地線掛線板（孔）的安全系數(shù)2.0；e.當(dāng)塔全高超過70m時(shí)，設(shè)置爬梯、平臺(tái)、走道等，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮，并出示意圖、給出主要材料規(guī)格。f.對(duì)長(zhǎng)短腿，應(yīng)考慮輪換及最不利組合。長(zhǎng)短腿的配置，應(yīng)根據(jù)呼高和腿部斜材內(nèi)力分幾個(gè)檔次。g.對(duì)連接多桿件受力復(fù)雜或尺寸大的節(jié)點(diǎn)板應(yīng)在成果單線圖中說明

13、材質(zhì)及厚度、卷邊或加勁方法，以便制圖。h.對(duì)控制工況計(jì)算基礎(chǔ)反力，對(duì)呼高跨度大的塔，計(jì)算基礎(chǔ)反力應(yīng)分幾個(gè)呼高檔進(jìn)行，風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)應(yīng)按各呼高相應(yīng)的 “規(guī)定”中的對(duì)基礎(chǔ)取值。對(duì)直線塔選出最大拔力、最大壓力組合；對(duì)轉(zhuǎn)角塔選出上拔腿最大拔力與安裝時(shí)壓力組合、下壓腿最大壓力與安裝時(shí)拔力組合。i.構(gòu)造要求及構(gòu)件規(guī)格構(gòu)造要求及構(gòu)件的最小規(guī)格應(yīng)符合新規(guī)定。為統(tǒng)一，構(gòu)件規(guī)格可參見附件6“推薦構(gòu)件規(guī)格一覽表”。為使塔重較優(yōu),不應(yīng)隨意取消構(gòu)件規(guī)格,尤其是對(duì)主材。 螺栓用6.8級(jí)，規(guī)格為M16、M20、M24。 k.當(dāng)遇規(guī)程、規(guī)定及本文均未提及的新問題時(shí)應(yīng)及時(shí)與委托方技術(shù)負(fù)責(zé)人溝通、協(xié)商。首個(gè)塔完成計(jì)算后應(yīng)及時(shí)評(píng)審，

14、以便盡早發(fā)現(xiàn)問題。四、 設(shè)計(jì)計(jì)算成果要求提交如下成果（應(yīng)為成品，并經(jīng)設(shè)計(jì)、校核、審核逐級(jí)閱后簽署）各2份：a.設(shè)計(jì)原始資料。b.設(shè)計(jì)總說明（含各系數(shù)取值及依據(jù)，特殊考慮處理，計(jì)算塔重、基礎(chǔ)反力、計(jì)算書清單等）c.輸入數(shù)據(jù)文件d.設(shè)計(jì)考慮的荷載工況表e.計(jì)算結(jié)果文件(含控制工況下兩種荷載情況對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)作用力) f.成果單線圖（含節(jié)點(diǎn)編號(hào)、材料規(guī)格、螺栓規(guī)格及數(shù)量、各控制尺寸、各關(guān)鍵部位樣圖、節(jié)點(diǎn)板或插板的材質(zhì)及厚度以及卷邊或加勁方法、組合角鋼時(shí)提供綴板型式及螺栓數(shù)量、制圖注意事項(xiàng)等）g.本文第三、4條中要求的各局部計(jì)（驗(yàn)）算書及樣圖h.光盤（含以上所有內(nèi)容）附件6:推薦構(gòu)件規(guī)格一覽表1參考國(guó)網(wǎng)等

15、邊角鋼型號(hào)的最小厚度為：L40XL45XL50X4L56XL63XL70X5L75X5L80X6L90XL100XL125X8L140X10L160X10L10X1L200X14L63X及以上角鋼規(guī)格可以采用Q345。當(dāng)構(gòu)件兩端的螺栓數(shù)量因孔壁擠壓控制需要增加，從而影響接頭的連接形式時(shí)，也可角鋼單件長(zhǎng)度一般不宜超過10m,以方便運(yùn)輸和熱浸鍍鋅。2常用環(huán)行截面鋼管規(guī)格如下（優(yōu)先選用）：直徑：70、73、76、83、89、95、102、108、114、121、127、133、140、146、152、159、168、180、194、203、245、273、299、310、330、350、370、400、450、480、500、520、540、550、570、600、630厚度：-4、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-12、-14、-16、-18、-20、-22 主材管壁最小厚度：應(yīng)對(duì)管徑及厚度的配合，以塔重最輕為目標(biāo)優(yōu)化。3常用連板及塔腳板厚度：（材質(zhì)Q235或Q345）-5-6-8-10-12-14-