ASCE荷载教学内容.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ASCE荷载-ASCEManualNo.74-3rd美国土木工程协会输电线路结构荷载导则第三版一、公式和概念1.WindForceformula(风力公式)：theloadfactor(荷载因子),表1-1荷载因子，用于调整重现期为50年的极端风荷载设计表1-2荷载因子用于调整重现期为50年的覆冰加相应风荷载设计基本风速，50年重现期，3秒阵风，取值见图1-1(Figure1-1)注：1.图中数值为3秒阵风，离地10米高，粗糙度C类的名义设计值2.沿着图中风速轮廓的线性插值是允许的3秒阵风设计风速，RP

2、年重现期速度压力位向系数（类高空风压系数）有效高度，梯度高度，参见表2-1（Table2-1）有效高度概念：对于结构设计，所有电线的有效高度可以近似的认为是所有在塔身上的电线挂点的平均高度。有效高度取法有两种，一种是分段计算，另外一种是取整个结构高度的三分之二。地面粗糙度分类：（P24P26图2-1图2-3）ExposureB：城市和城郊地区ExposureC：地势平坦，障碍物分散，地面标高低于30英尺（9.1米）地区ExposureD：地势平坦，无障碍物地区推荐使用C类，除非设计者完全确认B或D类是更合适的0-200ft的列于表2-2中地形因子、定义见图2-9（Figure2-9）Q空气密度

3、因子G阵风反应因子电线阵风反应因子结构阵风反应因子不同粗糙度下电线阵风反应因子：结构阵风反应因子：ForceCoefficient通常称为牵引系数（dragcoefficient）推荐：导地线：有侧向风：即栅格式结构(LatticedTrussStructures)，按照表2-4取值Round-SectionMemberinLatticedTrussStructures，按照表2-5取值栅格式结构-有侧向风（LatticedTrussStructures-YawedWind）杆式结构（PoleStructures）,按照表2-6取值2.冰厚及冰重冰的分类：1.釉冰（glaze），由冻雨形成，通

4、常很干净2.雾冰（in-cloud），由过冷的云携带的云滴形成，通常在山区更容易形成。3.雪（snow）4.霜（hoarfrost）由冻雨形成的冰的荷载：通常可由历史数据得到冰厚，或者查冰图（图2-13图2-18给出）P52-P55设计冰厚：I，名义冰厚，荷载因子可查表1-2，设计冰厚Z，地面高度另外，随着海拔高度的上升，冰的厚度比公式2-15所给的值要大得多，具体讨论见附录H。冰的重量假定冰的密度为0.9，美制：冰的重量裸电线直径设计冰厚公制：冰的重量裸电线直径设计冰厚3.电线悬挂点的荷载直线塔荷载：水平荷载：垂直荷载：水平荷载=水平电线荷载*水平档距垂直荷载=垂直电线荷载*垂直档距转角塔荷

5、载：水平荷载为公式4-2附加公式4-4水平线路角度垂直荷载的另外一种算法：4.电线张力限制初始状态（initialcondition）定义：施工架线完成的几个小时内的新线。初伸长后的最终状态（finalaftercreep）定义：在相对小但是持续的日均张力的作用下经过几年持续拉伸的电线。荷载作用后的最终状态（finalafterload）定义：在由大荷载产生的短时大张力作用下被永久拉伸了的电线的状态，通常这个大荷载为极端覆冰，极端风或既有冰又有风的情况。NESC规定最大初始无荷载张力为35%RTS，最大最终无荷载张力为25%RTS。NESC限制导线张力不能超过60%极端荷载下，本手册中的电线张

6、力不超过70%80%RTS二、举例1.栅格桁架悬式铁塔的荷载设计数据：单位换算：输电线路位于犹他州相对可靠性因子=1代表档距为1250英尺水平档距为1500英尺垂直档距为1800英尺线路角度为5度绝缘子串长度为6英尺绝缘子串重量为200磅地线附件重量为50磅没有地形效应，故=1.0Wind和Wind30这两种荷载情况，其计算过程用水平档距替代了代表档距。但是在计算弧垂和应力时用代表档距更合适。-电线参数表荷载汇总表极端风情况（）风与前侧档距，后侧档距及塔身结构垂直。塔身结构位于线路转角的角平分线上。查图1-1可得=90mph，地面粗糙度为C类作用在电线上的风压（导地线取一样的值）有效高度为电线

7、的平均高度地线荷载：垂直荷载：水平荷载：0.262为地线单位质量w，50为地线附件荷载0.385为地线外径d，1/12为单位换算（1in=1/12ft），2939为此工况下的张力，见公式4-41Kip=1044lbs导线荷载：作用在塔身结构上的荷载有效高度由图5-1可得塔身的solidityratio和受风面积A，查表2-4可得则塔身上3处的荷载为：风的偏角为30度1.电线上的荷载地线荷载导线荷载2塔身荷载横向荷载纵向荷载极端冰风情况1.电线荷载覆冰后的电线外径：地线荷载导线荷载2.塔身荷载横向风荷载注：此种情况风速不是，而是根据冰区图（Figure2-132-18）查得。极端风（龙卷风之类）

8、此种情况认为电线荷载为零。需要计算3种情况的荷载：0、45、90度风塔身荷载0度风：和A由Windloading情况可得90度风：和A由WindandIceloading情况可得45度风：国家电力安全规范252-B.2.c其他规定请参阅NESC2007-Section25LoadingsforGradeBandC地线荷载荷载因子(Loadfactor)取值见NESC表253-1导线荷载荷载因子(Loadfactor)取值见NESC表253-1NESC的取值见NESC252-B.2.c荷载因子(Loadfactor)取值见NESC表253-1安装和运行（取值规则见3.1.2.3）.地线荷载导线荷载塔身荷载Loadfactor取值见3.1.2.3防事故FC荷载是基于导/地线断线时的RSL荷载，（无风无冰，温度30）S/I=档距/绝缘子长度Span/Sag档距/弧垂地线荷载：地线断线的RSL荷载因子是1.0导线荷载：分为断线与不平衡张力两种情况，具体参见附录I中1.3事故相关纵向荷载章节2.垂直档距在斜档距内由于横向位移造成的变化横向极端风会造成斜档距内的垂直档距发生变化，有两种公式可以计算档距最低点的距离：Parabolic公式.悬链线公式悬链式常数C有目前与传统两种求法：公式由第四章4.5.1.1可得，电线数据由前面例子可得地线：导线：