Сложное сопротивление статически определимых стержневых систем (расчет ствола и траверсы опоры)

Начальное значение корня можно подсчитать исходя из условия:

 

Откуда:

 

Результаты вычислений по программе pd6b.pas представлены в приложении.

Для поперечного изгиба величина d=14,14968 (см), для продольно-поперечного d=14,36568 (см).

Зная значение диаметра сплошного сечения, проверим устойчивость сам стержень такого сечения.

Предельная (допускаемая) гибкость равна 180, т.е. должно выполняться условие:

 

 

Значение гибкости не удовлетворяет поставленному условию, поэтому размер dполучаем из условия:

 

Отсюда . Окончательно принимаем . Чертеж для сплошного поперечного сечения представлен на рисунке 7,б.

Сравнение веса (в процентах) составного вертикального стержня СВ и сплошного. Если разделим вес составного стержня СВ на вес сплошного, то будем иметь следующие соотношения:

 

Т.е. составной стержень на 86 процентов легче, чем сплошной.

3. Расчет траверсы из двух  равнополочных стальных уголков.

Рассчитываем траверсу приближенно с помощью схемы на рис. 8,а В шарнире С1 одна реакция - вдоль стержня, в шарнире В две- горизонтальная и вертикальная. Усилия в стержне можно рассчитать с помощью уравнений статики.

Из рисунка 8,а видно, что

Из уравнения равновесия:

 

Из 3:

. Подставив данное  значение величины в 2, получим  .

 Определим последнюю искомую величину: Выполним проверку правильности решения:

 

Наибольший изгибающий момент:

 

Продольная сжимающая сила:

 

Наибольший изгибающий момент в опасном сечении представлен на рисунке 8,в.

Гибкость незначительна, т.к. траверса короткая(жесткая), поэтому формула примет вид:

 

В нулевом приближении:

 

Принимаем: стальной равнополочный уголок №7 70*70*7 ГОСТ 8509-72, для которого:

 

В первом приближении нормальное напряжение:

 

Оценим погрешность:

 

Перенапряжение составляет 5%, что допустимо. Эпюры напряжений представлены на рис. 8,г.

Выполним проверку траверсы на устойчивость. Определим гибкость

 

С помощью таблицы [1, c.493] и интерполирования имеем следующие значения для коэффициента φ.

λ	φ
30	0,94
40	0,92

 

,

Допускаемое напряжение на устойчивость для материала стержня

 

Устойчивость прямолинейной траверсы С1В обеспечена, т.к. напряжение 0,318 значительно меньше, чем допускаемое на устойчивость 14,88 для материала. 
Заключение

 

Опоры ЛЭП - это конструкции, которые служат для поддерживания над земной поверхностью проводов под напряжением и грозозащитных тросов. Они бывают различных форм и размеров. Опоры могут быть железобетонными, деревянными, металлическими или даже из композитных материалов. Основные элементы опоры линий электропередачи - стойки, фундаменты, траверсы (перекладины на которых держатся провода), часто используются также тросостойки и оттяжки.

Промежуточные опоры имеют менее прочную конструкцию, чем анкерные; они обычно служат для поддержания проводов и тросов на прямых участках трассы ЛЭП. Большинство опор на трассах – промежуточные. Как правило, промежуточную опору, можно отличить от анкерной по такому признаку: если гирлянды изоляторов свисают перпендикулярно к земной поверхности, значит опора промежуточная. А на анкерных опорах провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд, эти гирлянды являются как бы продолжением линии и находятся к поверхности земли под острым углом, а иногда почти параллельно.

Также опоры линий электропередачи подразделяют на:

- транспозиционные (для изменения  порядка расположения фаз),

- ответвительные,

- перекрёстные,

- повышенные, пониженные  и др.

По числу подвешиваемых проводов (цепей) опоры разделяют на одно- и многоцепные; по конструкции - на одностоечные, А- и АП-образные, П-образные, V-образные (например, типа «Набла»), типа «рюмка» и др.

Данный курсовой проект имеет своим назначение расчет сплошного и составного сечения такой опоры, а так же её траверсы.

 

 

Список литературы

 

1. Дарков А. В., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов: Учебник для техн. вузов.–5–е  изд., перераб. и доп. – М.; Высш. шк., 1989.-624 с.

2. Шадрин В. А. Основы прочности опор воздушных  линий электропередачи: Метод.указ. – Чита: ЧитГУ, 1995. – 24 с.

3. Феодосьев  В. И. Сопротивление материалов: Учебник  для техн. вузов.  – 9 – е изд., перераб. – М.: Наука, 1986. – 512 с.

4. Писаренко Г.С., Агарев В.А., Квитка А.Л., Попков  В.Г., Уманский Э.С. Сопротивление  материалов: Учебник для вузов. – 4–е изд., перераб. и доп. – Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. – 696 с.

5. СТП ЧитГУ 02–98. Требования к оформлению учебной текстовой докуме-нтации: Стандарт предприятия. – Чита: ЧитГУ, 1998. – 22 с.

 

Приложение

Распечатка принтером по программе pd6b.pas расчетов на прочность сплошного ствола опоры

Программа pd6b.pas

   вариант:  1

вы ввели следующие значения:

   номер схемы опоры (формы  сечения) R=1

   длина (высота) ствола опоры L=     4.700 м

   приложенная нагрузка сверху  вниз S=    21 кН

   изгибающий момент (внутренний) M0=   -44.5 кН*м

   прогиб (горизонтальный) при  поперечном изгибе, умноженный

   на жесткость при изгибе, f0=  -318.5 кН*м*м*м

   модуль упругости при  растяжении E= 20000.000 кН/(см*см)

результаты вычислений:

        при поперечном  изгибе

   (размер сечения d для кольца - наружный диаметр)

d=   14.14968 см   

F=   157.2473 см*см

WX=    278.125 см*см*см

IX=   1967.690 см*см*см*см

SK=  16.0000 кН/(см*см)      (слева)

SN= -16.0000 кН/(см*см)      (справа)

f0=  -8.09325 см

        при продольно-поперечном  изгибе

эйлерова сила Sa=   466.905 кН

   S/Sa=     0.045

   прогиб (горизонтальный) f= -7.61948 см

      (размер сечения d для кольца - наружный диаметр)

   d=   14.36568 см    j=217- количество итераций

   F=   162.0849 см*см

   WX=   291.057 см*см*см

   IX=   2090.620 см*см*см*см

   (SF1=   0.12958    M0WX= -15.29227    SffWX=  -0.57576)

   нормальные напряжения в  опасном сечении:

    SK=  15.73845 кН/(см*см)       (слева)

    SN= -15.99761 кН/(см*см)       (справа)

  (здесь от поперечного изгиба f0=  -7.61948 см)