10 kV线路通用设计计算书.docx
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10kV线路通用设计计算书
10kV电杆结构部分计算书
（一）预应力混凝土电杆嵌固点强度计算------------------------------1-10
（二）预应力混凝土电杆嵌固点强度允许档距计算-----------------11-17
（三）电杆抗倾覆稳定计算-----------------------------------------------18-20
（四）预应力混凝土电杆抗倾覆允许档距计算-----------------------21-26
（五）电杆强度、抗倾覆允许档距小结表-----------------------------27-31
（六）基础上拔稳定、电杆下压计算------------------------------32-39
（七）拉线截面选择、基础上拔稳定计算、电杆下压力计算实例--40-50
2008.6.1
（一）、预应力混凝土电杆嵌固点强度计算
依据：
中华人民共和国电力行业标准DL/T5154-2002“架空送变电线路杆塔结构设计技术规定”
（一）φ150×L1/75锥度混凝土电杆,材料选用：
混凝土C50,碳素钢丝φ5.0,配筋12φ5.0
1.材料指标
1）混凝土C50
轴心抗压标准值fck=32N/mm2
设计值fc=23.5N/mm2
弯曲抗压标准值fcmk=35N/mm2
设计值fcm=26N/mm2
抗拉标准值ftk=2.75N/mm2
设计值ft=2.0N/mm2
弹性模量Ec=3.45×104N/mm2
2）碳素钢丝φ5.0
标准强度fpty=1570N/mm2
设计强度fp=1070N/mm2
抗拉强度fp＇=400N/mm2
弹性模量Es=2×105N/mm2
2.工艺参数
电杆脱模强度fcm=0.7×50=35N/mm2
钢筋张拉控制应力σcon=0.75×1570=1177.5N/mm2
总张拉应力∑σ=1177.5Ap
3.φ150×L1/75锥度电杆壁厚40mm，配筋12φ5.0
碳素钢丝，单根钢丝截面=19.635mm2总截面
Ap=19.635×12=235.62mm2
电杆嵌固点的几何参数
电杆长度
（mm）
顶端至嵌固点长度
（mm）
嵌固点（外内及钢筋位置半径mm）
嵌固点截面积
A（mm2）
嵌固点换算截面积AD（mm2）
r2
r1
rp
9000
7870
128
88
108
27143
28273
10000
8870
134
94
114
28651
29781
（三）φ150×90001/75锥度电杆嵌固点强度计算
1.预应力损失计算
1）锚具损失σL1=a·Es/L=2000000/9000=22N/mm2
2）温差损失σL3=2△t=2×20=40N/mm2
3）应力松弛损失σLY=0.2×（1177.5/1570-0.575）×1177.5=41N/mm2
第一批损失σIL=σL1+σL3+σL4=22+40+41=103N/mm2
4）砼收缩徐变损失σLs=45+220×（σp/fcu）
1+15ξ
式中σp=σcon-σ∑L·Ap=1177.5-103×235.62
Ao28273
=8.95N/mm2
ξ-配筋率ρ=Ap/A=235.62/27143=0.00868
代入σLS=45+220×（8.95/35）
1+15×0.00868
=89.6N/mm2
预应力总损失σL=σL1+σL3+σL4+σL5
=22+40+41+89.6=192.6N/mm2
2.考虑预应力总损失后，砼截面上的有效预应力
σPC按下式计算
σPC=Ap·（σcon-σL）=235.62（1177.5-192.6）
A028273
=8.21N/mm2
预应力钢筋的有效预应力σPo=σcon-σL
=1177.5-192.6=984.9N
3.截面承载力计算
4）轴受拉构件正截面受拉承载力
N≤f·As+fp·Ap=1070×235.62=252113N=252KN
注:
f·As为0（普通钢筋）
2）轴心受压构件正截面受压承载力
N≤φp[fc·A+f＇·As+（fp＇-σPo）Ap]
注①φ150×9000电杆长细比为38.9＜50,按50取φpφp=0.935
②f＇·As为0（普通钢筋）
N≤0.935×[23.5×27143+（400-984.9）×235.62]
≤0.935×[677860.5-137814]=467543N=468KN
4）受弯构件正截面受弯承载力
M≤[fcm·A（r2+r1）/2+fp＇·Ap·rp]·sinπα/π+
（fp-σPo）·Ap·rpsinπαt/π
式中α=fp·Ap
fcm·A+fp＇·Ap+1.5（fp-σPo）·Ap
=1070×235.62
26×27.143+400×235.62+15（1070-984.9）×235.62
=0.3037
αt=1-1.5α=1-1.5×0.3037=0.5445
代入
M≤[26×27143×（108+88）/2+400×235.62×108]×
（sin180×0.3037）/3.1416+（1070-984.9）×235.62×108×（sin180×0.5445）/3.1416
≤（76215744+10178784）×0.2597+2165536.3×0.3152
≤23436659+682577=23119235.9N·mm
=23.12KN·m
（四）φ150×100001/75锥度电杆嵌固强度计算
1.预应力损失
1）锚具损失σL1=a·Es/L=2000000/10000=20N/mm2
2）温差损失σL3=2△t=2×20=40N/mm2
3）应力松弛损失σL4=0.2×（1177.5/1570-0.575）×1177.5=41N/mm2
第一批损失σIL=20+40+41=101N/mm2
4）砼收缩徐变损失
σLS=45+220×（σp/fcu）
1+15ξ
式中σp=AP×σcon-σIL=235.62×1177.5-101
Ao29781
=8.5N/mm2
ξ-配筋率ρ=Ap/A=235.62/28651=0.0082
代入上式
σLS=45+220×（8.5/35）=
1+15×0.0082
总损失σIL+σLS=101+88=189N/mm2
2.考虑总损失后，混凝土截面上的有效预应力
σPC=Ap·（σcon-σL）=235.62（1177.5-189）
A029781
=7.82N/mm2
3.电杆嵌固截面承载力计算
1）轴受拉构件正截面受拉承载力
N≤f·As+fp·Ap=1070×235.62=252113N=252KN
2）轴心受压构件正截面受压承载力
N≤φp[fc·A+f＇As+（fp-σPo）Ap]
注f＇As为普通钢筋为0
σPo——预应力钢筋的有效预应力σPo=σco-σL
=1177.5-189=988.5
φp——电杆稳定系数电杆长细比42.4＜50
取φp=935代入上式
N≤0.95×[23.5×28651+（400-988.5）×235.62]
≤0.935×[673298.5-138662.4]
≤0.935×534636.1=499885N=500KN
4）受弯构件正截面受弯承载力
M≤[fcm·A（r2+r1）/2+fp＇·Ap·rp]·sinπα/π+
（fp-σPo）·Ap·rpsinπαt/π
式中α=fp·Ap
fcm·A+fp＇·Ap+1.5（fp-σPo）·Ap
=1070×235.62
26×28651+400×235.62+1.5（1070-988.5）×235.62
=0.2905
αt=1-1.5α=1-1.5×0.2905=0.5643
代入上式
M≤[26×28651×114+400×235.62×114]×
（sin180×0.2905）/3.1416+（1070-988.5）×235.62×114×（sin180×0.5643）/3.1416
≤（84921564+10744272）×0.2518+2189145.4×0.3118
≤24088657.5+682557.5=24771233N·mm
=24.77KN·m
（一）φ190×L1/75锥度混凝土电杆,材料选用：
C50,砼配筋16φ5.0碳素钢筋，单根截面19.635mm2
Ap=314.16mm2
1.材料指标
1）混凝土C50
轴心抗压标准值fck=32N/mm2
设计值fc=23.5N/mm2
弯曲抗压标准值fcmk=35N/mm2
设计值fcm=26N/mm2
抗拉标准值ftk=2.75N/mm2
设计值ft=2.0N/mm2
弹性模量Ec=3.45×104N/mm2
2）碳素钢丝φ5.0
标准强度fpty=1570N/mm2
设计强度fp=1070N/mm2
抗拉强度fp＇=400N/mm2
弹性模量Es=2×105N/mm
2.工艺参数
电杆脱模强度fcu=0.7×50=35N/mm2
钢筋张拉控制应力σcon=0.75×1570=1177.5N/mm2
总控拉力为∑σcon=1177.5Ap
3.φ190×L1/75锥度电杆（L-四种长度）壁厚50mm，配筋16φ5.0碳素钢丝
Ap=19.635×16=314.16mm2
电杆嵌固点几何参数
电杆长度
（mm）
顶端至嵌固点长度
（mm）
电杆嵌固点（外、内及钢筋位置半径mm）
嵌固点截面积A（mm2）
嵌固点换算截面积
A（mm2）
r2
r1
rp
9000
7810
147.5
97.5
122.5
38485
39992
10000
8870
154
104
129
40527
42034
12000
10670
166
116
141
44296
45803
15000
13333
184
134
159
49951
51458
（二）φ190×90001/75锥度电杆嵌固点强度计算
1.预应力损失
1）锚具损失σL1=a·Es/L=2000000/9000=22N/mm2
2）温差损失σL3=2△t=2×20=40N/mm2
3）预应力松弛损失σLY=0.2×（1177.5/1570-0.575）×1177.5=41N/mm2
第一批损失σIL=σL1+σL3+σL4=22+40+41=103N/mm2
4）砼收缩徐变预应力损失
σLs=45+220×（σp/fcu）
1+15ξ
式中ξ-配筋率ρ=Ap/A=314.16/38485=0.00816
σp-考虑第一批预应力损失后，预应力钢筋在砼截面上的法向应力
σp=Ap·（σcon-σIL）=314.16（1177.5-103）=8.44N/mm2
A039992
代入上式
σLs=45+220×（8.44/35）=87.
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