变电构架设计注意事项.ppt

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1、目 录一、变电构架综述一、变电构架综述二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项一、变电构架综述一、变电构架综述1、变电构架概述、变电构架概述2、变电构架结构型式、变电构架结构型式3、变电构架设计依据、变电构架设计依据一、变电构架综述一、变电构架综述一、变电构架综述一、变电构架综述1、变电构架概述 变电构架是变电站特别是高电压等级变电站土建设计中最为重要的内容，承担着电气电缆挂线的重要作用。500kV及以上变电构架安全等级为一级。2、变电构架结构型式

2、变电构架主要有以下几种型式：1）环形截面钢筋混凝土构架2）薄壁离心钢管混凝土构架3）普通钢管人字柱结构4）高强度多边形钢管结构5）格构式角钢（钢管）结构一、变电构架综述一、变电构架综述1）环形截面钢筋混凝土构架 环形截面钢筋混凝土构架人字柱采用钢筋混凝土结构，梁采用三角形角钢格构式结构，在电压等级较低，荷载不大，使用年限要求不高的变电站中使用，主要特点是一次性投资较低；但混凝土易产生裂缝、老化，从而引起钢筋锈蚀。现我省变电站新建工程已不在应用。一、变电构架综述一、变电构架综述2）薄壁离心钢管混凝土环形杆构架 此类结构解决了普通钢筋混凝土环形杆普遍存在的裂缝、易老化、钢筋锈蚀等问题。但钢管变形时

3、，易与内层混凝土脱离，使得二者不能协同工作，对结构不利。一、变电构架综述一、变电构架综述 3 3）普通钢管）普通钢管人字柱构架 该结构由A 型钢管构架柱和三角形断面格构式钢梁组成，梁柱采用铰接，纵向设置端撑，结构体系为带支撑的连续排架。构架柱采用普通钢管，钢梁弦材均采用角钢，梁、柱杆段之间连接采用法兰连接，梁腹杆采用螺栓连接，安装、加工和运输方便。一、变电构架综述一、变电构架综述 4）高强度多边形钢管结构 高强度多边形钢管结构由A型等截面或变截面高强度多边形钢管构架柱和单杆式高强度多边形钢管钢梁组成，梁柱采用刚接，纵向设置端撑，结构体系为有支撑连续刚架。一、变电构架综述一、变电构架综述 5）格

4、构式角钢（钢管）结构 格构式钢结构构架由矩形断面格构式柱和矩形断面格构式钢梁组成，梁柱主材铰接连接，结构体系为无支撑连续刚架。格构柱多为自立式结构，两端不设置端撑，其优点在于其整个结构均由型钢组成，节点采用螺栓连接，构件自重小，制作、运输方便；缺点是构件种类和数量较多给现场拼装带来许多不便，安装周期较长。一、变电构架综述一、变电构架综述3、变电构架设计依据钢结构设计规范建筑地基基础设计规范变电站建筑结构设计技术规程220750kV变电站设计技术规程变电构架设计手册750kV变电所构支架制作安装及验收规范架空送电线路杆塔结构设计技术规定输变电钢管结构制造技术规定输电线路铁塔制造技术条件一、变电构

5、架综述一、变电构架综述二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定（一）一般规定（一）一般规定（二）（二）内力分析内力分析（三）（三）计算参数计算参数 （四）（四）荷载及荷载组合荷载及荷载组合二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （一）一般规定 1、变电站构、支架设计应根据配电装置的布置形式、工程重要程度以及工程建设环境条件，合理确定结构型式和设计使用年限。500kV、750kV屋外配电装置构、支架宜采用一级，结构重要性系数为1.1，其余构架及设备支架宜采用二级，结构重要性系数为1.0。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定注：临时性结构设计使用年限不低于5年。构架类

6、型构架类型变电站电压等级变电站电压等级110kV110kV220kV220kV330750kV330750kV一般变电站构架一般变电站构架252525255050重要枢纽变电站构架重要枢纽变电站构架505050505050设备支架设备支架252525255050表1 变电站构架及设备支架最低设计使用年限二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 2、变电构架构件与材料的选择应满足使用年限要求，并应适应工程建设环境条件，力求结构合理、构造简单，便于工厂化制作和施工。变电构架可采用如下材料的结构型式:构架柱可采用钢管结构、角钢或钢管格构式结构、钢筋混凝土环形杆和钢管混凝土结构等结构型式；构架

7、梁宜采用三角形或矩形断面的格构式钢结构梁、单钢管梁等结构型式。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 3、布置紧凑的变电构架宜采用全联合布置方案或局部联合布置方案，在满足联合受力的同时，应满足处理温度应力的要求。4、变电构架柱宜优先采用人字柱结构或空间桁架结构；在满足运行、安装和检修条件下，也可采用单杆或单杆打拉线(条)结构。人字柱构架的设计应对有侧移与无侧移两种结构方案进行比较优选。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 5、组成构架柱的结构杆件应减少弯矩效应，当杆件承受较大弯矩时宜采用空间桁架柱结构。6、变电构架、设备支架等露天结构，应根据大气腐蚀介质，采取有效的防腐措

8、施。对通常环境条件的钢结构宜采用热镀锌或喷锌防腐。7、人字柱的根开与柱高之比，不宜小于1/7。打拉线构架平面内柱脚根开与柱高(地面至拉线点的高度)之比，不宜小于1/5。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 8、构架梁的高跨比(高度与跨度之比):格构式钢梁不宜小于1/25;钢筋混凝土梁不宜小于1/20;单钢管梁直径与跨度之比不宜小于1/40，单钢管联系梁直径与跨度之比不宜小于1/50,采用单钢管梁时应采取预防微风振动的措施。9、变电构架A型柱的主柱与水平横杆的连接，应在平面外有足够的刚度，以保证拉压杆的共同工作。10、构架设计应设有便利维护检修人员上下的设施。对构架梁应合理设置必要的

9、维护检修和安装操作的通道。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 11、供维护检修人员上下的直爬梯的设置应满足带电检修的上人条件，梯宽不宜小于0.30m。需上人的单管梁上应设有供维护检修人员挂扣安全带的可靠扶手。12、变电构架及设备支架结构设计应包括以下内容:1）设计使用年限、主要荷载标准值、防腐措施、抗震设防标准。2）适用环境，构件与连接的材料牌号、材质标准以及附加保证项目。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 3）构件连接形式，安装时的设计温度、结构安装顺序，端面刨平顶紧部位，预拱、预偏、加工精度、质量控制等级和施工验收标准。4）需要控制的电气挂线及设备安装顺序等施工

10、注意事项。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （二）、内力分析 1、构架及设备支架的计算模型应符合结构的实际构造和受力条件。根据结构的具体情况，采用合适的计算模型进行结构分析。2、由钢筋混凝土环形杆或钢管混凝土构件组成的人字柱，在主要承受水平力作用时，可按拉压杆不等刚度的刚架进行内力分析(刚度比可取1：2)，也可按等刚度进行分析。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 3、人字柱在满足柱头连接构造要求的规定时，人字柱平面内可按图2.1(a)所示的刚架进行内力分析；对于人字构架柱平面外无端撑时，人字柱压杆在平面外稳定验算可按图2.1(b)所示的一端固定，一端为弹性支承柱分

11、析；若在人字柱平面外一侧或两侧设置端撑，可按图2.1(c)所示的一端固定，一端为不动铰支承柱分析。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定2.1 人字柱计算简图二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定a.平面内b.平面外无端撑c.平面外有端撑 4、侧向带端撑，并在平面内设有水平横杆的人字柱，当横杆与主柱的连接为刚性时，在平面内可按图2.2(a)所示的多层刚架进行内力分析；平面外的受压柱可按图2.2(b)所示的一端固定，一端简支，中间具有弹性支承柱分析。当横杆与主柱的连接为铰接时，则可按图2.2(c)、图2.2(d)所示计算简图进行平面内和平面外的内力分析。二、变电构架设计一般规

12、定二、变电构架设计一般规定图2.2 带端撑有水平横杆人字柱计算简图二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 5、当人字柱柱顶或人字柱平面外水平固接横杆处作用有横向水平荷载时，其受拉柱和受压柱之间可按0.5:0.5分配，并可不计算拉杆弯矩的折减和压杆弯矩增大的二阶效应，可按偏心受拉和偏心受压构件进行计算。6、全联合构架的联系梁应按压弯构件进行局部稳定和整体稳定验算。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （三）、计算参数 1、长细比 （1）型钢结构构件的长细比，不宜超过下列数值:受压主杆及支座处受压斜杆150;其他受压杆220;辅助杆250;受拉杆400;预应力拉条不限。二、变

13、电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （2）钢管结构柱或格构式钢结构压弯构件的长细比不宜超过下列数值:钢管结构柱 150;格构式钢柱 120;全联合构架联系梁 120.（3）钢筋混凝土环形杆、离心钢管混凝土和实心钢管混凝土受压柱的长细比不宜超过180。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 2、计算长度柱角为铰接人字柱压杆计算长度系数二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定柱角为刚接人字柱压杆计算长度系数二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定多层人字构架受压杆计算长度系数二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （四）荷载及荷载组合（四）荷载及荷载组合

14、 1、荷载分类 （1）永久荷载 构架自重、固定设备重及导线和绝缘子自重产生的荷载和水平张力 （2）可变荷载 风荷载（构架风压、导线侧向风压及其产生的水平张力）、覆冰荷载（结构覆冰荷载、导线和绝缘子上覆冰所产生的垂直及水平张力）、安装及检修荷载、地震作用、温度变化作用二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 2.1 风振系数：对于基本自振周期T大于0.25s的结构，如避雷针、构支架等高耸结构，均应考虑顺风向风振影响。为简化计算，变电站构架风振系数可按下列规定采用：a.构架 i）带端撑的人字柱门型构架 1.0 ii）人字柱结构 1.2 iii）独立门型构架 单杆打拉线结构 1.5 单杆悬臂

15、柱结构 1.7二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定b.避雷针单钢管柱（h8m）2.0钢筋混凝土或钢管混凝土单柱 1.7格构式钢塔架结构 1.5c.支架500750kV设备支架 1.7其他设备支架 1.5二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 2.2 温度荷载作用 两端设有刚性支撑的总长150m的连续排架，或总长100m连续刚架，需考虑温度作用效应的影响。计算屋外变电构架的温度变化作用效应时，可按在冬季低温或夏季高温条件下安装，最大风条件下运行，产生的温度应力应与最大风工况的导线张力和最大风荷载组合。变电构架的多跨连续排架或刚架结构，当温度作用与最大风工况的风荷载组合时，荷

16、载组合值系数取0.85，在其他情况下荷载组合值系数均取1.0。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （3）偶然荷载 短路电动力、验算（稀有）风荷载和冰荷载 注：对软导线一般可不考虑短路电动力对构架的影响，对挂线板和节点需满足短路电动力的要求，可取3倍导线荷载标准值作为挂线板和节点的验算条件，荷载分项系数取1.0。对硬管母线应根据工艺提供的资料进行计算。2、荷载效应组合 变电构架应根据电气布置、工作情况可能产生的最不利受力情况，分别按终端构架和中间构架进行设计。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 终端构架：运行工况：最大风、最大覆冰、温度 当构架上有互相垂直方向的导线作

17、用时，凡顺风方向的导线张力一律取相应于安装条件的导线张力。安装工况：安装气象条件下的导线张力 计算风速取v=10m/s，计入紧线产生的垂直荷重，无特殊要求时，仅按单相紧线计算，不按三相同时紧线计算。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 检修工况：单相上人检修：只有一相导线上人，其余未上人取安装工况。三相上人检修：仅母线考虑三相上人检修且一个档距内有一个回路的三相上人检修。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 中间构架：考虑两种情况：1）、正常运行情况 大风、覆冰、检修 2）、安装或移换导线所产生的不利情况 一般按单侧挂线考虑，也可设置临时拉线或对导线安装顺序提出要求，施

18、工图中必须予以详细说明。出线构架按终端构架设计，在线路侧不计入导线上人检修的荷载，只有当线路侧装有电气设备并有引下线时才计入单相带电上人作业的荷载。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 3、其他要求 全联合构架的计算，应考虑联系梁对构架柱的直接支撑作用。计算联合构架内部导线张力对构架柱的作用，联系梁直接支撑点宜按不动铰支撑设计，计算联合构架外部导线拉力对构架柱的作用时，联系梁直接支撑点宜按弹性铰支撑考虑。全联合整体结构分析，应分别以不同方向最大风工况作为主要设计条件。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 荷载组合系数的采用：对于屋外变电构架的多跨连续排架或刚架结构，温度

19、变化作用与最大风工况的风荷载组合时，荷载组合系数取0.85，在其他情况下取1.0。4、变电构架常用荷载组合 （1）承载能力极限状态荷载效应组合 考虑荷载效应的基本组合，必要时考虑偶然组合二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定 （2）正常使用极限状态组合 正常使用极限状态组合用于影响结构正常使用和耐久性的如构件变形、裂缝等计算，采用荷载效应的标准组合。正常使用极限状态可取安装工况（10m/s风速，无冰及相应环境温度）条件作为变形验算的荷载条件。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定

20、 在验算以承受风荷载为主的设备支架、避雷针以及中间构架的柱顶变形时，可取最大风工况条件下的标准组合(其中风荷载乘以系数0.5)，作为正常使用极限状态变形验算的荷载条件。Gk+D22k+W10k Gk+D11k+0.5Wk 正常使用极限状态钢筋混凝土构件的裂缝控制宽度不宜超过0.2mm。二、变电构架设计一般规定二、变电构架设计一般规定三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点1、构支架设计原则、构支架设计原则2、构架爬梯设置原则、构架爬梯设置原则3、构架梁走道及栏杆设置原则、构架梁走道及栏杆设置原则4、螺栓选用原则、螺栓选用原则5、变电构架构造要求、变电构架构造要求三、变电构架设计要点三、变电构架

21、设计要点 1、构支架设计原则、构支架设计原则 1）构支架应根据变电站电压等级、制作水平、运输条件、施工条件以及当地气候条件，经过技术经济比较选用合适的结构型式，其外形应做到相互协调，支架还应与上部设备相协调。2）构架柱宜采用A字型钢管柱、角钢或钢管格构式柱，220kV及以下电压等级的构架柱也可采用A字型钢筋混凝土环形杆和钢管混凝土柱等结构型式；构架梁宜采用单钢管梁、三角形或矩形断面的格构式钢梁等结构型式。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 3）设备支架宜与构架的结构型式相协调，宜采用钢管支架、角钢或钢管格构式支架、钢筋混凝土环形杆支架和钢管混凝土支架等结构型式。4）户外构支架无防火要求，

22、但应采取可靠的防腐措施。一般环境条件下可采用镀锌或喷锌（铝）及其合金防腐，锌层厚度、均匀性及附着性应满足现行电力行业标准输变电钢管结构制造技术条件DL/T646的要求，特殊环境条件下的防腐措施应专题研究确定。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 钢结构镀锌要求：所有钢构件（包括钢管内壁）均采用酸洗除锈后热浸锌防腐，镀膜的均匀值和附着力应符合输电线路铁塔制造技术条件(GB2694)的要求。锌附着量和锌层厚度：镀件厚度小于5mm时，锌附着量应不低于460g/,即锌层厚度不应低于65m；镀件厚度大于或等于5mm时，锌附着量应不低于610g/,即锌层厚度不应低于86m；加工厂商应确保镀锌层具有良好

23、的附着力。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 输变电钢管结构制造技术条件DL/T646-2012三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 5）寒冷和严寒地区，空心管构支架柱底内应采取可靠防止积水措施，可采用管底埋管或管内灌混凝土，混凝土上部开泻水孔；三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 柱脚在地面以下的部分应采取强度等级较低的混凝土包裹（包裹厚度不应小于80mm），并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm；当柱脚地面在地面以上时，柱脚地面应高出地面不小于100mm。图3.2 柱角积水结冰引起钢管裂缝图3.1 柱角开设溢水孔三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 6）构架应在正常使

24、用极限状态下采用荷载的标准组合或准永久组合演算的变形，构架的变形应符合有关规范的规定，并不宜超过下表的规定。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 7）构架梁预起拱 大跨度构架梁计算时，挠度较大，为满足要求，需加大梁的刚度，这样会增加材料用量，通常做法是对梁预起拱。一般情况下，起拱度可以用恒载标准值加1/2活载标准值所产生的挠度来表示。简化方法是可取梁跨度的L/300L/500起拱。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 2、构架爬梯设置原则、构架爬梯设置原则 1）出线构架柱爬梯原则上间隔一个构架柱设置一个，并宜靠向道路一侧设置，方便运行检修人员攀爬。500kV及以下变电站母线柱原则上不设

25、爬梯，750kV及以上变电站在出线柱爬梯能兼顾通往母线梁上走道的原则下，母线柱不设或者少设爬梯。2）500kV及以上变电站宜采用“H”型爬梯，330kV及以下变电站宜采用“I”字型爬梯。3）750kV及以上变电站爬梯应加设护笼或者防坠落装置，每隔8m宜设置梯间平台。护笼设计可参照国标图集钢梯02J401执行。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点图3.2 母线构架设爬梯图3.3 母线构架取消爬梯三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 爬梯护笼设置原则：固定式钢梯及平台安全要求 第 1 部分：钢直梯（GB4053.1-2009），单梯段高度大于7m 时，应设置安全护笼。当攀登高度小于 7m，

26、但梯子顶部在地面、地板或屋顶之上高度大于 7m 时，也应设置安全护笼。国家电网公司关于印发电网设备技术标准差异条款统一意见的通知规定：三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 国标相关爬梯安全护笼设置要求主要针对建筑物爬梯，国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）（国家电网安监 2009664号）并无明确要求垂直爬梯宜设置人员上下作业的防坠安全自 锁装置，仅在线路部分7.10 条规定“钢管杆塔、30m 以上杆塔和 220kV 及以上线路杆塔宜设置防止作业人员上下杆塔和杆塔上水平移动的防坠安全保护装置。”同时，国家电网公司安监一201059 号文已要求暂缓执行上述7.10 条规定。三、变电构架设

27、计要点三、变电构架设计要点 对变电站内构架爬梯，下部一般设有锁定设施，一般人员无法攀登，使用人员均为专业人员，且均设有安全带等安全辅助设施。变电站内构架爬梯一般无需设置护笼。对特高压等高度高且为格构式结构的构架，可结合构架形式装设护笼。爬梯踏棍：第一级踏棍距基准面距离应不大于450mm。踏棍直径应不小于20mm，便于抓握。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 3、构架梁走道及栏杆设置原则、构架梁走道及栏杆设置原则 1）330kV及以下变电站，采用格构式三角形梁时可不设走道及栏杆，当采用单钢管梁时应设走道和单侧栏杆，栏杆高度不小于1.05m。2）500kV变电站格构式三角形梁可只设走道，不设

28、栏杆。3）750kV及以上变电站格构式矩形梁应同时设走道和双侧栏杆，栏杆高度不小于1.2m。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点图3.6 梁上走道及栏杆图3.7 爬梯休息平台三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 4、螺栓选用原则、螺栓选用原则 1）普通螺栓连接操作简单，拆装方便，利于检修和扩建。主要受力构件连接螺栓不宜小于16mm。2）根据以往工程经验，10.9级镀锌螺栓性能不如8.8级螺栓稳定，设计时尽量避免采用10.9级镀锌螺栓。3）在变电构架结构中的螺栓通常要求热镀锌处理，热镀锌后，螺栓表面特性与普通高强螺栓有很大的不同，故在施工扭矩和扭矩系数等方面，不能按三、变电构架设计要点三

29、、变电构架设计要点 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程中的要求执行。螺栓连接时施工扭矩一般可根据试验确定，无试验依据时，可参考110500kV架空电力线路施工及验收规范中相应规定执行。4）锚栓主要用于构架与基础的连接，锚栓可根据其受力情况选用不同牌号的钢材制成，较多采用的是Q345钢及45号钢。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 5、变电构架构造要求：、变电构架构造要求：1）构架斜材与主材之间的夹角不得小于15。2）节点承载能力不应低于连接构件承载能力的1.1倍。3）尽量减少连接的偏心，各构件的重心线应尽量汇交于一点，减少应力集中和传力偏心。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要

30、点 4）横梁和构件柱的连接宜采用螺栓连接，当梁柱铰接时，为便于安装和减少温度应力，螺栓孔可以采用椭圆孔。三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点图3.8 梁柱连接采用长圆孔 5）端撑与人字柱排架边柱的连接宜采用螺栓或销钉连接。图3.9 端撑与人字边柱采用销钉连接三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点 6）主、斜材尽可能使用多排（二排或三排）螺栓，斜材尽量直接与主材相连。7）节点板较大时，宜将节点板卷边（或增设加劲板）增加刚度，不宜将节点板加至太大。图3.10 主、斜材螺栓连接 图3.11 连接节点板图 三、变电构架设计要点三、变电构架设计要点四、Staad软件设计学习1、建模、导入模型2、定

31、义截面、材料3、定义约束条件、特殊构件等4、施加荷载、组合荷载5、计算分析、后处理、规范检验书四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习1 1、建模、建模方法：i）staad菜单界面 ii）从AUTOCAD建模后导入 iii）文本编辑器 四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 i）Staad.pro软件图形界面四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习ii）AUTOCAD建模后转化为DXF图形文件导入四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习2、定义结构截面、材料定义结构截面、材料i）定义截面 方法

32、：a、截面库中选择 b、自定义截面四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 ii）材料 钢结构、木结构、铝结构、混凝土结构3 3、约束条件、约束条件 i）支座：柱脚通常为固定支座 ii）梁柱连接节点：螺栓连接为铰接 法兰连接为固接 四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 iii）特殊构件 特殊构件一般指桁架构件、约束释放构件、偏心构件、索构件、失效构件等等。对于节点一般指主从节点。a.特殊构件用途十分广泛，如次梁在梁两端进行弯矩释放，使结构计算中不承受弯矩；将构件设

33、为桁架构件，成为二力杆；悬索设为只拉构件等，使之符合实际受力情况。四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 b.主从节点 主从节点命令可使用户模拟结构体系中的刚性连接。这种功能可用于模拟像刚性楼板、隔板之类的特殊结构构件。从节点被设定为与主节点有相同的位移。用户可以灵活地设定从节点的某些自由度与主节点相同。如果所有的自由度均加以限制，则相当于从节点刚性连接与主节点。四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习4 4、施加荷载、荷载组合、施加荷载、荷载组合 荷载：i）自重荷载 程序可根据设置自动生成结构的自重荷载并在分析中按

34、均布荷载考虑。ii）风荷载 四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 作用于结构的风荷载可简化为均布荷载或线性变化荷载直接加在结构构件上。iii）导线荷载 根据电气一次和线路提资，分不同工况施加导线荷载。注意：如果导线有偏角，应考虑荷载的水平分力。四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 温度荷载作用效应：两端设有刚性支撑的连续排架，当其总长度超过150m或为连续刚架，当其总长度超过100m时，应考虑温度作用效应的影响。在进行计算前应充分研究工艺资料及勘测专业提供的设计输入，做好荷载汇集；对可能上人的构件注意不要遗漏上人荷载。四、四、StaadStaad软件设计学习软件

35、设计学习2）荷载组合:i）承载能力极限状态荷载效应组合：基本组合运行工况 大风、覆冰、温度作用工况安装工况 单侧挂线紧线、双侧挂线紧线、正常安装工况四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 检修工况 单相上人、三相上人工况 仅母线才考虑三相上人检修且一个档距内只有一个回路的三相导线上人检修 地震作用效应组合 荷载效应的偶然组合四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习ii）正常使用极限状态组合（标准组合）正常使用极限状态组合用于影响结构正常使用和耐久性的如构件的变形、裂缝等计算。a.安装工况 Gk+D22k+W10k b.最大风工况 Gk+D11k+0.5Wk 四、四、S

36、taadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 前面三个步骤均为前处理过程，前处理完成后，在程序中添加计算任务，进行计算分析；分析完成后，进入后处理程序，查看计算结果：支座反力、所关心的杆件内力、结构位移、变形等。查看计算的过程也是应用力学概念判断结果对错的过程。5 5、计算分析、后处理、计算分析、后处理四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 6 6、SSDDSSDD规范检验规范检验 对杆件可进入SSDD进行规范检验，也可读取杆件内力后自行进行规范检验（建议2种方法同时采用）；基础

37、、节点需读取内力后自行设计校验。注意规范检验时，材料、构架参数应严格按照相应规范、规程输入，尽可能使检验结果准确。四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 1）SSDD可自动出具计算书，需要相应修改；计算书应包含的内容：原始设计输入及荷载汇集的详细计算过程 计算模型建立的假定前提 整理计算书四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 计算结果（包括内力和位移）规范检验后的满足程度 对承载力极限状态应列出杆件控制工况应力或应力比；对正常使用极限状态应列出变形是否满足及满足程度 四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 2）计算书内容：构架梁柱结构计算 构架梁节点

38、板及螺栓计算 法兰连接计算 销钉连接计算 杯口插入深度验算 构架基础计算四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习 SSDD中只能对联合构架梁柱结构整体结果出具计算书，其余基础及节点检验应根据规范手动计算。变电土建科室与国核信息已合作完成变电站构支架辅助计算工具包软件，可自动出具基础及梁柱节点等计算书。四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习变电站构支架计算工具包变电站构支架计算工具包四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习构支架计算界面构支架计算界面四、四、StaadStaad软件设计学习软件设计学习自动出

39、具计算书自动出具计算书五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 1、挂线板开孔及尺寸 挂线板尺寸及开孔应满足电气导线金具要求，并注意金具与加劲板等构件不要冲突。图5.1 挂线板金具安装图 某500kV工程地线柱上挂线板与柱顶法兰板间距为56mm，法兰螺栓为双螺母,螺栓长度为60mm，螺栓安装时穿孔需从下往上，间距过小，不满足螺栓安装要求，以后设计时应把柱法兰板上移或直接采用法兰板作为挂线板。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.2 挂线板与法兰板过近影响金具安装 2、爬梯护笼设置与间距 1）关于爬梯护笼的设置 固定式钢梯及

40、平台安全要求 第 1 部分：钢直梯（GB4053.1-2009），单梯段高度大于7m 时，应设置安全护笼。当攀登高度小于 7m，但梯子顶部在地面、地板或屋顶之上高度大于 7m 时，也应设置安全护笼。国标相关爬梯安全护笼设置要求主要针对建筑物爬梯，对变电站内构架爬梯，下部一般设有五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 锁定设施，一般人员无法攀登，使用人员均为专业人员，且均设有安全带等安全辅助设施。国家电网公司关于印发电网设备技术标准差异条款统一意见的通知规定：“变电站内构架爬梯一般无需设置护笼。对特高压等高度高且为格构式结构的构架，可结合构架形式装设护笼。”五、变电构架设计注意事项五、

41、变电构架设计注意事项图5.3 构架柱爬梯带护笼图 图5.4 构架柱爬梯取消护笼 2）护笼间距要求 固定式钢梯及平台安全要求 第1部分：钢直梯（GB4053.1-2009）中5.7.4条“护笼内侧深度由踏棍中心线起应不小于650mm”设计时应注意满足此要求。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.5 爬梯护笼安装示意图 3、焊缝等级 与母材等强对接焊的质量等级，受拉时不应低于二级，受压时宜为二级。一级焊缝：插接杆外部插接部位纵向焊接长度加200mm 二级焊缝：管的环、纵向对接焊缝及钢板的对接焊缝；无加劲肋连接杆体与法兰盘的角焊缝；有加劲肋连接杆体与法兰盘角焊缝外观和杆体与横担连接处

42、的焊缝外观应符合二级质量标准 三级焊缝：其他不属于一二级的焊缝五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 整体热镀锌或喷涂锌的焊接结构所有连接应采用封闭焊缝。大于6mm的钢板对接焊缝必须打剖口。焊缝设计应防止应力集中的不利影响。寒冷地区或低温使用环境应针对防止脆断的材料性能和焊接工艺提出要求。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 4、关于变电构架接地要求 变电站内的构架柱各段之间一般采用法兰装配连接。根据设计要求，法兰盘表面采用热镀锌处理，彼此接触面积一般不小于 75%，一般至少采用不少于 8 个 M20 左右的螺栓固定连接，远远高于电气装置安装工程母线装置施工及验收规范（G

43、BJ149-90）表2.2.2 的载流用矩形母线搭接要求，因此绝对能保证完好的电气通路。所以变电站构架的法兰盘连接满足电气通路要求，不需要专用钢材跨接。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 5、避免构架柱（梁）法兰螺栓安装困难 构架柱（梁）法兰刚性法兰，劲板焊脚尺寸加上螺栓较多时，垫圈和垫片不能紧靠到法兰盘上，导致螺栓紧固困难，达不到相应的紧固扭矩（见图5.6所示）。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.6 法兰加劲板间距影响螺栓安装 对于法兰盘螺栓个数、直径等，设计人员必须校核螺栓的最小间距构造要求，垫圈和垫片要贴近法兰，满足螺栓紧固要求，否则应采用大直径、高强度

44、螺栓与以避免。螺栓、加劲板间距要求可详见扳手空间JB/ZQ 4005-2006。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.7 扳手操作空间示意图 6、避免构架梁与构架柱之间安装困难 500kV及以下格构梁与柱顶板、750kV及以上格构梁与格构柱连接节点设计为铰接，严格意义上是不允许滑动的，否则与计算假定不相符，但现场存在安装困难的问题，尤其是对750kV及以上梁柱4点连接的大跨度构架。为此，在不改变受力的前提下，设计应允许梁柱连接节点处螺栓孔采用椭圆孔，连接点中心线两侧各加大2mm，共计加大4mm（见图5.8所示）。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.8 梁柱连接

45、采用有控制的椭圆孔 五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 7、关于防止螺帽松动的措施 钢结构设计规范GB50017-2003第8.3.6条（强条）：对直接承受动力荷载的普通受拉螺栓应采用双螺帽或其他能防止螺帽松动的有效措施。对于钢结构梁或柱法兰盘处连接螺栓、地线柱或避雷针接长连接螺栓，均为100%传递轴力（拉力或压力），承受动力荷载，应采取双螺帽、一个平垫圈、一个弹簧垫圈防止螺帽松动。考虑到构架上此类螺帽点多量大、高度高，尤其是750kV及1000kV构架，以及预留构架拆卸的可能性，不宜采用规范条文说明中的将螺帽与螺杆焊死的方法。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项 8、关于螺栓长度 设计图纸中的螺栓长度仅供参考，在加工前必须予以核实，螺栓及丝扣长度不宜过长或过短，以拧紧后露出23扣为宜。供货时，加工厂应根据经验，对螺栓数量适当留有一定的备用余量。五、变电构架设计注意事项五、变电构架设计注意事项图5.9 螺栓露出长度示意图汇报完毕 谢谢大家！