Нагрузка от собственного веса провода это

Расчет фундамента под опору освещения

При расчетах следует учитывать нагрузку на фундамент, которую оказывает столб, арматура, кронштейны и сами светильники

Принимают во внимание и другие факторы:

• Ветровая нагрузка – варьируется в зависимости от региона. При сильных порывах ветра возможны колебания опоры, что нужно учитывать при проведении технических расчетов и монтаже.
• Высота опоры освещения.
• Тип кронштейна.
• Характеристики грунта (ключевое значение имеет несущая способность почвы, нормативной прочностью при сжатии принято считать показатель в 150 Н/кв. м).

При установке одностоечной или узкобазовой опоры проводят расчеты по деформациям с учетом величины нормативной нагрузки. Важны и все характеристики грунта – от показателя консистенции до угла внутреннего трения. Эти параметры в обязательном порядке учитываются для типовых фундаментов.

Источник

Проектирование стоек освещения

Проектирование опор освещения включает:

Выбор формы, материала и высоты стоек.

Столбы бывают конические (круглые в сечении) и пирамидальные (граненые, восьмигранные). Форма конуса считается более предпочтительной, так как такая конструкция способна выдерживать порывы ветра до 44 м/с.

Материал стоек – чаще металл. Выдерживая перепады температур от -50 до +50 градусов, он позволяет устанавливать конструкции в разных климатических условиях.

Высота столбов, как правило, варьируется от 4 до 12 метров (для установки над проезжей частью, над пешеходной зоной, для декоративного освещения) и рассчитывается в соответствии с «Правилами устройства электроустановок».

Учитывает все статические (постоянные) и динамические воздействия на стойки. К постоянным нагрузкам относят суммарный вес самой опоры, арматуры, консолей, фланцевых оснований, светильников и проводов (расчеты выполняются с коэффициентами, разработанными для различных конфигураций стоек, консолей и светильников).

К динамическим воздействиям относят нарастание нагрузок (толкающее усилие), вызванное порывами ветра (расчеты выполняются с коэффициентом динамического нарастания, который учитывает увеличение нагрузки в присутствии колебаний, вызванных порывами ветра), гололедно-ветровые нагрузки.

Проведение исследований на устойчивость.

Расчет на устойчивость проводится с выполнением опытных испытаний на изгиб, кручение, опрокидывание под воздействием динамических сил.

6.1. Определение напряжений и стрел провеса для расчетных режимов.

gисх, sисх, tисх выбираем из таблицы 6.1. => [sисх]=[smax]=14,9

gисх=gmax=g7=0,00557;   tисх=tГ=-5C.

Рассчитаем по уравнению состояние провода si затем по формуле  найдем
стрелы провеса провода.

Таблица 6.1. Расчетные режимы
провода

Расчетный режим, i	Сочетание климатических условий	Номер нагрузки, даН/мм2м
I	Провод и трос покрыты гололедом, скоростной напор ветра 0,25q tI=tГ =-5	g7 =0,00557
II	Провод покрыт гололедом, ветра нет tII=tГ =-5	gII=g3 =0,0052
III	Скоростной напор ветра равен q, гололеда нет tIII=tГ =-5	gIII=g6 =0,00554
IV	Среднегодовая температура, ветра и гололеда нет. TIV=tЭ =-5	gIV=g1 =0,0037
V	Ветра и гололеда нет tV=15	gV=g1 =0,0037
VI	Ветра и гололеда нет tVI=tmin = -30	gVI=g1 =0,0037
VII	Ветра и гололеда нет tVI=tmax= +40	gVII=g1 =0,0037

Расчет режимов:

;    

I.                                                                

si  =14.9                                           

=6,57м
    II.
         si  =  13,86

=11,3м

III.

         si  = 8,05 

=12,09м

IV.
         si  = 11,68

=5,56м

V.

         si  = 8,42 

=7,66м

VI.

         si  = 7,63 

=8,51м

VII.

         si  = 4,35 

=14,95м

Результаты расчетов сведем в
таблицу

     Таблица 6.2. Напряжения
и стрелы провеса в расчетных режимах

№ pежима	sI	smax	fi, м	[fпр], м
I	14,9	14,9	6,57	11,5
II	13,86	11,3
III	8,05	12,07
IV	11,86	5,56
V	8,42	8,42
VI	7,63	8,51
VII	4,35	14,95

Выводы:

1.  Для всех режимов условия
прочности провода выполняются.

2.  Условия жесткости не выполняются
во всех режимах.

Сбор нагрузок на опору ЛЭП

Расчет параметров ЛЭП происходит для разных режимов работы опоры:

• нормального,
• аварийного,
• монтажного.

• Gоп – собственный вес опоры.
• Gг – вес изоляторов.
• Gп – вес проводов.
• Gт­ – вес тросов без гололеда.
• ΔT – нагрузка от натяжений проводов.
• ΔTт – нагрузка от тросов.

Это список постоянных нагрузок (в случае с опорой освещения в перечень войдет и вес светильников). Еще на опору действуют кратковременные силы: давления ветра Qп, троса Qт и опоры, а еще вес от гололеда на проводах и тросах.

Ветровая нагрузка на сам столб, провода и тросы, а также нагрузка от тяжения проводов и тросов, давление ледяной корки – это горизонтальные силы. Поскольку опора ЛЭП большую часть времени работает в нормальном режиме, перечисленные нагрузки называют основным сочетанием.

5.2. Определение критических пролетов

Определение 1: Критическим
пролетом называется пролет (L),
вычисленный из уравнения состояния провода при заданных исходных и конечных
параметрах.

( gI sI  tI 
gII sII  tII)

Определение 2: Первым
критическим пролетом называется пролет такой длины, при котором напряжение
проводе в режиме среднегодовой температуры равно допускаемому напряжению в том
же режиме (sII=[stэ]), а в режиме наименьшей,
температуры равно допускаемому напряжению при наименьшей температуре.

[sI]= [stmin]

 

Определение
3: Вторым критическим пролетом называется пролет такой длины, при котором
напряжение в проводе в режиме максимальных нагрузок и низких температур равно
своим допускаемым напряжениям в этих режимах.

[sII]=[smax]   sI=[st min]

Определение 4: Третьим
критическим пролетом называется пролет такой длины, при которой напряжение в
проводе в режиме максимальной нагрузки и среднегодовой температуры равно своим
допустимым напряжениям.

[sII]=[stэ]   sI=[smax]

Что создает нагрузку на опору

Факторы, организующие нагрузку на конструкции, следующие:

• тип светильников;
• порывистый ветер;
• рельеф местности;
• наличие грунтовых вод;
• сейсмическая активность;
• оборудование для сервиса;
• количество осветительных приборов;
• способ подключения к электрической сети.

При выполнении расчётов основное внимание нужно уделять общей массе конструкции. К ней относятся, помимо опоры:

• провода,
• консоли,
• арматура,
• основание,
• светильники.

Предельно допустимые нагрузки на электроопору регламентированы СНиП 2.01.07-85. В работе используются коэффициенты, указанные в нормативной документации.

Расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки

15. Расчетные нагрузки определяются умножением нормативных
нагрузок на коэффициенты перегрузки с учетом указаний п. 5 и 9.

При расчете конструкций опор, фундаментов и оснований по
первой группе предельных состояний (на прочность и устойчивость) коэффициенты
перегрузки должны
приниматься по таблице.

При расчете опор, фундаментов и оснований в монтажных
режимах на все виды нагрузок вводится единый коэффициент перегрузки = 1,1, за исключением
нагрузок от массы монтера и монтажных приспособлений, для которых коэффициент
пepeгpyзки принимается равным 1,3.

16. Новые типы массовых опор и фундаментов подлежат
проверке испытанием опытных образцов.

Определение погонных (единичных) и приведенных удельных нагрузок на элементы воздушных линий электропередач

Исходные данные:

Сталеалюминевый провод
АС185/43 для воздушных линий 110 кВ, ветровой район — III, район по гололеду — I.

Провод АС 185/43: общее
сечение 185мм2; диаметр 19,6 мм., масса одного километра 846  кг.

Внешние нагрузки на ЛЭП можно
разделить на следующие виды:

1.  Собственный вес —
вертикальная нагрузка.

2.  Ветровая нагрузка —
горизонтальная

3.  Гололедная нагрузка —
вертикальная

4.  Комбинация перечисленных
нагрузок

Погонная (единичная) нагрузка — нагрузка на 1 метр
длины.

Обозначение: Pi : []

Удельная нагрузка — единичная нагрузка, приведенная на
1 мм2  сечения.

Обозначение: gi: []

,
где S — площадь фактического
сечения провода.

Что создает нагрузки на опорную конструкцию?

На осветительные стойки постоянно оказывают воздействие:

• ветровые нагрузки;
• грунт, грунтовые воды;
• светотехника;
• электросеть;
• оборудование для проведения сервисных работ и т.п.

С учетом этих факторов большое внимание уделяется весу не только самого столба, но и всего сопутствующего оборудования: ЛЭП, светильников, основания, консолей и т.д. Нагрузки на опору освещения жестко регламентированы, для расчета максимально допустимого значения применяют коэффициенты со СниП 2.01.07-85 и других нормативных документов

Опоры наружного освещения, соответствующие стандартам качества, можно выбрать в каталоге ТПК «СЭТ» https://svetilniki-opory.com/opory-osveshenia. Кроме изготовления конструкций, компания занимается расчетами и монтажом опор освещения на объекте.

Какие факторы учитывают при расчётах нагрузок на опоры

Для максимального удобства применяются формулы, которые учитывают разнообразные варианты расстановки стоек по линии электропередач (ЛЭП).

Проектируются опоры освещения с учётом:

• нагрузки,
• габаритов,
• места монтажа,
• условий эксплуатации.

При выполнении расчётов обязательно учитываются все описанные ранее нагрузочные и разрушительные факторы. Кроме этого, важными характеристиками, влияющими на установление нагрузки, являются:

• место установки;
• тип технического обслуживания;
• состав и структура грунта по геологии;
• территориальное месторасположение.

В зависимости от вышеуказанных факторов, меняется вес, высота, тип грунта под основание: естественное или искусственное, кронштейны для осветительных приборов.

Выносные консоли монтируются для освещения дорог и тротуаров, удобства обслуживания светильников. Горизонтальные, вертикальные отклонения, длина регулируются российскими госстандартами.

Статические и динамические нагрузки

С помощью статического расчёта опор ЛЭП находят поперечные и нормальные силы, изгибающие моменты, которые воздействуют на конструкцию за счет нагрузки. Они выполняются независимо от материала стойки, выбирают соответствующий закону упругости вариант.

Динамическая нагрузка на ЛЭП возникает от воздействия ветра, характеризующегося быстрым изменением по времени, направлению или точки приложения. ДН вызывает в компонентах стойки значительные силы инерции.

Горизонтальные и вертикальные нагрузки

Горизонтальная нагрузка T рассчитывается как проекция тяжения H на продольную ось по горизонтали.

Вертикальная нагрузка на электроопору в рассматриваемом режиме, обусловленной силой тяжести ВОК и гололёда G, выполняется не через проекцию тяжения на вертикальную ось, а напрямую, используя расчёт, приведённый в ПУЭ

Важно помнить, что нагрузка от веса в пролёте распределяется на 2 стойки одинаково, если точки подвеса находятся на одинаковой высоте. В общем случае весовая нагрузка от ВОК действует на конструкцию от места крепления на опоре до нижней точки кривой провеса провода

Постоянные и временные нагрузки

К первым видам нагрузок относятся давление от:

• собственной массы стойки, т;
• тросов и проводов;
• фундаментов;
• осветительного оборудования;
• натяжения конструкций;
• воздействия предварительного напряжения конструкций.

Здесь принимается допущение, что температура на улице соответствует среднегодовой, нет ветров и гололёда.

Временными считаются нагрузки от:

• ветряного воздействия на стойки ЛЭП, тросов и проводов;
• гололёдной массы, образованной на проводниках;
• повисания тросов и проводов сверх нормируемых значений.

К кратковременным относятся также нагрузки, появляющиеся при работе монтажников на стойках и арматуре ЛЭП.

Ветровые и снеговые нагрузки

Сильное воздействие на конструкцию ВЛ оказывают ветра и снежные покровы, особенно в северных районах страны. Ветровые потоки попадают в корпус опоры в месте установки стойки в грунты. При расчётах нагрузки учитываются:

• постоянные ветра;
• завихрения, образующиеся при огибании корпуса воздухом;
• пиковые порывы.

Нужно учесть, сама опора и все составляющие оказывают ветру сопротивление.

Для нормальных условий проектировщики рассматривают 2 варианта ветрового направления по отношению к линейной оси: угол 450 и 900.

Параметр воздействия ветра на опоры воздушных линий устанавливается суммированием статического и динамического показателя. Последняя составляющая ветровой нагрузки на конструкцию ЛЭП учитывается при любых параметрах периода собственных колебаний опор.

Когда рассчитываются фундаментные основания по деформациям, берутся во внимание только статические данные

Проектирование фундаментов опор освещения

Тип, габариты и несущая способность фундаментов опор освещения рассчитываются в каждом конкретном случае в зависимости от:

• региона эксплуатации (ветровая нагрузка, глубина промерзания грунта);
• результатов инженерно-геологических изысканий для строительства (тип грунта);
• сведений о сейсмичности района строительства;
• данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности осветительных столбов, фундаментов и условий их эксплуатации;
• действующих на опорные конструкции и фундаменты нагрузок;
• условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
• размеров земельных участков для размещения опоры наружного освещения или прожекторной мачты.

Фундаменты должны соответствовать требованиям прочности, то есть способности воспринимать воздействия боковой и вертикальной статических нагрузок от опоры.

Глубина закладки фундамента определяется высотой столба.

имеет опыт проектирования и установки фундаментов из винтовых свай под опоры освещения, к примеру, для участка автодороги 1Р242 «г. Пермь-граница Свердловской области», протяженностью 448 км.

Расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки

15. Расчетные нагрузки определяются умножением нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузки с учетом указаний п. 5 и 9.

При расчете конструкций опор, фундаментов и оснований по первой группе предельных состояний (на прочность и устойчивость) коэффициенты перегрузки n должны приниматься по таблице.

При расчете опор, фундаментов и оснований в монтажных режимах на все виды нагрузок вводится единый коэффициент перегрузки n = 1,1, за исключением нагрузок от массы монтера и монтажных приспособлений, для которых коэффициент пepeгpyзки принимается равным 1,3.

16. Новые типы массовых опор и фундаментов подлежат проверке испытанием опытных образцов.

Нормативные нагрузки

10. Нормативные вертикальные нагрузки  , даН, от веса проводов и тросов определяются по формуле

,

где — нормативный вес провода или
троса длиной 1 м, который принимается численно равным массе, кг, указанной в
ГОСТ или технических условиях; — весовой пролет, м.

При определении нагрузок от веса проводов и тросов для промежуточных опор, не отнесенных к конкретным условиям их установки (типовые, унифицированные опоры и т. п.), длину весового пролета рекомендуется принимать равной 1,25 длины габаритного пролета.

При определении нагрузок от веса проводов и тросов для
расчета конструкций фундаментов промежуточных опор, не привязанных к конкретным
условиям их установки, анкерных болтов на растяжение, оснований на вырывание и
других элементов, условия работы которых утяжеляются при уменьшении весовой
нагрузки от проводов и тросов, длину весового пролета рекомендуется принимать
равной 0,75 длины габаритного пролета.

11. Нормативные вертикальные нагрузки , даН, от веса гололеда на проводах и тросах определяются по формуле

,

где — нормативный вес гололедных
отложений на 1 м провода или тpoca, который принимается численно равным массе,
кг, определяемой в соответствии с 2.5.22, 2.5.31 и 2.5.32.

12. Нормативная вертикальная нагрузка , даН/м, отвеса гололеда,
образующегося на конструкциях опор, определяется но формуле

где — толщина стенки гололеда, мм,
принимаемая в соответствии с 2.5.22, 2.5.31 и 2.5.32 с учетом поправочного
коэффициента на высоту, указанного СНиП 2.01.07-85
«Нагрузки и воздействия» Госстроя России; 0,6 — коэффициент, который
учитывает отношение площади поверхности элемента сооружения, подверженной
обледенению, к полной площади поверхности элемента; — плотность гололеда,
принимаемая равной 0,9 г/см.

При высоте расположения приведенного центра тяжести
проводов до 25 м гололедные отложения на конструкциях опор не учитываются.

13. Нормативная ветровая нагрузка на конструкции опор BЛ
определяется как сумма статической и динамической составляющих.

Динамическая составляющая ветровой нагрузки на опоры
учитывается при любых значениях периода собственных колебаний конструкции.

Нормативное значение статической составляющей ветровой
нагрузки при направлении ветра, перпендикулярном продольной оси элемента или
плоскости фермы, , даН, определяется по формуле

где q — скоростной напор ветра, даН/м, в рассматриваемом режиме
работ BЛ, определяемый в соответствии с 2.5.22, 2.5.23, 2.5.26-2.5.28, 2.5.35,
2.5.36 и 2.5.89; с — аэродинамический коэффициент, определяемый для плоских
ферм, пространственных решетчатых конструкций и отдельных элементов по
указаниям СНиП 2.01.07-85; — площадь элемента или площадь фермы,
м, вычисленная по ее наружному габариту с учетом обледенения конструкции но
указаниям п. 12 в гололедных режимах.

Определение ветровой нагрузки при других направлениях
ветрового потока принимается по справочным и экспериментальным данным.

Для опор высотой до 50 м значение динамической составляющей
ветровой нагрузки допускается принимать:

для свободностоящих одностоечных стальных опор *

для свободностоящих портальных опор *

___________________

* Текст приведен в соответствии с оригиналом. Примечание
«Кодекс».

для стальных и железобетонных опор с оттяжками при
шарнирном креплении к фундаментам .

Нормативное значение динамической составляющей ветровой
нагрузки для свободностоящих опор высотой более 50 м определяется в
соответствии с указаниями СНиП 2.01.07-85.

При расчете свободностоящих железобетонных опор динамическая
составляющая ветровой нагрузки не учитывается, если изгибающий момент со
статической составляющей ветровой нагрузки на конструкцию опоры составляет не
более 20% суммарного момента от воздействия ветровых нагрузок на опору, провода
и грозозащитные тросы.

В расчетах деревянных опор динамическая составляющая не
учитывается.

14. Нормативная ветровая нагрузка на провода и тросы,
воспринимаемая опорами, определяется по формуле, указанной в 2.5.30. При этом
площадь диаметрального сечения провода или троса определяется при длине, равной
длине ветрового пролета.

При проектировании промежуточных опор и фундаментов, не
привязанных к конкретным условиям их установки (типовых, унифицированных и т. п.),
длину ветрового пролета рекомендуется принимать равной длине габаритного
пролета.

Нормативные скоростные напоры и скорости ветра для высоты до 15 м. над землей

Ветровой район	Повторяемость
	1 раз в 5 лет	1 раз в 10 лет	1 раз в 15 лет
	q	V	Q	V	Q	V
I	27	21	40	25	55	30
II	35	24	40	25	55	30
III	45	27	50	29	55	30
IV	55	30	65	32	80	36
V	70	30	80	36	80	36

Для II ветрового района: q = 40

V = 25

F — площадь метрового сечения метрового отрезка провода в мм2

F = d*10-3 м2

FПР= 24*10-3 м2

— угол между направлением ветра и проводом (тросом)

=90 => sin = 1

CX — аэродинамический коэффициент (коэффициент любого сопротивления), зависит от скорости ветра, плотности воздуха, формы, протяженности и шероховатости обдуваемой поверхности. Согласно ПУЭ Сх = 1,1 — для проводов и тросов более 20 мм., для проводов и тросов диаметром менее 20 мм. Сх = 1,2, а также для проводов и тросов любого диаметра, покрытых гололедом.

(q) — коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра.

Значение (q)

q, дан/мм2

До 27

40

55

76 и более

(q)

1

0,85

0,75

0,7

КН— коэффициент, учитывающий увеличение скоростного напора ветра по высоте (зависит от высоты приведенного центра тяжести провода)

Зависимость КН от hЦТприв

hЦТприв	До 15	20	30	40	60	100	200	300 и более
КН	1,0	1,25	1,4	1,55	1,75	2,1	2,6	3,1

KH=1;

Промежуточные значения определяются методами линейной интерполяции.

KL — коэффициент, зависящий от длины габаритного пролета.

Зависимость КL от lгаб

lгаб	100	150	250 и более
KL	1,2	1,1	1,05	1

KL=1;

Расчетные режимы провода

Расчетный режим, i	Сочетание климатических условий	Номер нагрузки, даН/мм2м
I	Провод и трос покрыты гололедом, скоростной напор ветра 0,25q tI=tГ =-5	I=7 =0,006325
II	tII=tГ =-5	II=3 =0,00616
III	Скоростной напор ветра равен q, гололеда нет tIII=tГ =-5	III=6 =0,004253
IV	Среднегодовая температура, ветра и гололеда нет. TIV=tЭ =-5	IV=1 =0,00333
V	Ветра и гололеда нет tV=15	V=1 =0,00333
VI	Ветра и гололеда нет tVI=tmin =-40	VI=1 =0,00333
VII	Ветра и гололеда нет tVI=tmax=+30	VII=1 =0,00333

Напряжения и стрелы провеса в расчетных режимах

№ pежима	I	max	fi, м	[fпр], м
I	12,2	12,2	14,3	14,3
II	11,96		14,22
III	9		13,05
IV	7,42		12,39
V	6,85		13,42
VI	8,75		10,5
VII	4,49		14,17

Разбивочный шаблон представляет собой 3 квадратичные параболы. С его помощью производится расстановка опор по профилю трассы.

Параболы

1 — кривая провисания, строится по уравнению где Кш — масштабный коэффициент шаблона; , где fmax = 14,3

— максимальная стрела провеса провода, lш = lгаб = 470 метров => Кш = 2,59

2 — габаритная кривая, hгаб = Г+h =7,5+0,2=7,7

3 — земляная кривая, h= h1— = 25,5-3,5=22,5;

Данные для построения параболы шаблона

X	25	50	75	100	125	150	175	200	250	300
Y	0,16	0,65	1,46	2,59	4,05	5,83	7,93	10,36	16,19	23,31

Способы установки опор освещения

Выделяют две технологии монтажа опор освещения:

1. Фланцевая. При монтаже применяют закладной фундамент под опору освещения из железобетона. Этот метод оптимален для легких опор и позволяет грамотно их центрировать.
2. Прямостоечная. Основой для опор служат предварительно пробуренные в грунте отверстия. Фиксацию осуществляют с помощью бетонного раствора. Такая технология дешевле фланцевой.

Рассмотрим установку опор на примере их фиксации к фундаменту с помощью металлических фланцев, приваренных снизу и предусмотренных в базовой комплектации опор. Допустимо применение готовых монолитных блоков, к которым уже приварены шпильки. Основой для блоков предварительно подготовленная песчано-гравийная подушка. Когда опора установлена на фундамент, фланец фиксируется с помощью гаек.

Расчет климатических нагрузок в Model Studio CS ОРУ

Расчет климатических нагрузок в программном комплексе Model Studio CS ОРУ начинается с выбора климатического района. База данных Model Studio CS содержит информацию, необходимую для расчетов по основным городам нашей страны. В любом случае, при проектировании промышленных объектов необходимо получить точную информацию о климатических параметрах у метеослужбы по месту строительства. Эту информацию можно сохранить в базе данных Model Studio CS, для этого в базе данных необходимых климатических условий должен быть создан новый климатический район и в него занесены все необходимые для расчета данные. Повторюсь: будет лучше, если данные по климату вы получите от местной метеослужбы

Гололедные районы в ПУЭ-6, ПУЭ-7 и СНиП

Расчет механических нагрузок выполняется в соответствии с ПУЭ-7. В качестве примера возьмем провод марки АС150/19, II район по гололеду, ветровое давление P=500 Па, пролет 27,5 метров, ячейковый ПЖС110Я1 и рассчитаем нормативные нагрузки. А затем сравним результаты программного и ручного расчета.

Нагрузка от собственного веса провода вычисляется в зависимости от материала, из которого он изготовлен, и его конструкции.

Нормативная ветровая нагрузка на провода и тросы , действующая перпендикулярно проводу (тросу), для каждого рассчитываемого условия определяется по формуле:

Нормативная ветровая нагрузка при гололеде на провода , действующая перпендикулярно проводу, для каждого рассчитываемого условия определяется по формуле:

Нормативная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода и трос определяется по формуле (Н/м):

Нормативная нагрузка от веса провода и гололеда рассчитывается по формуле:

Нормативная нагрузка от собственного веса провода и давления ветра определяется по формуле:

Нормативная нагрузка от собственного веса провода, гололеда и давления ветра рассчитывается по формуле:

Все коэффициенты, участвующие в расчетных формулах, используются в соответствии с ПУЭ-7. Аналогичные результаты получены в программном комплексе Model Studio CS ОРУ.

Результат расчета нагрузок в Model Studio CS ОРУ

Виды опор и назначение

Согласно принятой классификации, опоры бывают силовыми и несиловыми. Они отличаются по конструкции, особенностям установки, несущей способности. Несиловые применяют для фиксации осветительного оборудования, питающий кабель к которому проводится под землей.

Для силовых моделей опор прокладка кабеля предусмотрена по воздуху. Их используют для освещения городских улиц, трасс, магистралей, для прокладки самонесущих изолированных проводов между населенными пунктами, поддержки линий питания, которые эксплуатируются электротранспортом – от трамваев до троллейбусов. Допустимый уровень нагрузок может достигать 3 тонн и зависит от того, из какого материала выполнена конструкция и какие габариты у обустраиваемого основания.

Для того чтобы эксплуатация опор была максимально длительной, бесперебойной, важна правильная установка фундаментов, которые будут устойчивы к нагрузке, оказываемой проводами. Если фундамент будет залит некорректно, сократится эксплуатационный ресурс опор, повысится вероятность их падения при сильных порывах ветра.

Существует и другая классификация силовых опор по форме. Их подразделяют на трубчатые, конические, граненые. Трубчатые имеют круглое сечение, а поэтому нагрузка равномерно распределяется по их поверхности. В производстве таких опор применяют большое количество стали, что неминуемо ведет к увеличению веса и цены.

Основой для граненных опор служит стальной прокат толщиной от 4 мм, кромки свариваются с помощью одного-двух продольных швов. Среди преимуществ таких конструкций числятся легкость, низкая стоимость, минимальные затраты на транспортировку и монтаж. Их поверхность может дополнительно защищаться с помощью антикоррозийной обработки слоем горячего цинка.

4.4. Ветровая нагрузка провод без гололеда

Р4

Рис. 4.4.
Ветровая нагрузка

Где: q — скоростной напор ветра

Ветровая нагрузка ,
V — скорость ветра

Нормативные скоростные напоры
и скорости ветра для высоты до 15 м. над
землей

Таблица
4.2.

Ветровой район	Повторяемость
1 раз в 5 лет	1 раз в 10 лет	1 раз в 15 лет
q	V	Q	V	Q	V
I	27	21	40	25	55	30
II	35	24	40	25	55	30
III	45	27	50	29	55	30
IV	55	30	65	32	80	36
V	70	30	80	36	80	36

Для III ветрового района: q = 50

V = 29 

F — площадь метрового сечения
метрового отрезка провода  в мм2

Рис. 4.5. Продольное сечение 1 метра провода без гололеда

F = d*10-3 м2

F ПР = 19,6*10-3
м2

j — угол между направлением
ветра и проводом (тросом)

j=90 => sinj = 1

CX — аэродинамический коэффициент
(коэффициент любого сопротивления), зависит от скорости ветра, плотности воздуха,
формы, протяженности и шероховатости обдуваемой поверхности. Согласно ПУЭ Сх =
1,1 — для проводов и тросов более 20 мм., для проводов и тросов диаметром менее
20 мм. Сх = 1,2, а также для проводов и тросов любого диаметра, покрытых
гололедом.

a(q) — коэффициент, учитывающий
неравномерность скоростного напора ветра.

Таблица
4.3. Значение a(q)

q, дан/мм2	До 27	40	55	76 и более
a(q)	1	0,85	0,75	0,7

КН — коэффициент,
учитывающий увеличение скоростного напора ветра по высоте (зависит от высоты
приведенного центра тяжести провода)

Таблица 4.4. Зависимость КН от hЦТприв

hЦТприв	До 15	20	30	40	60	100	200	300 и более
Кh	1,0	1,25	1,4	1,55	1,75	2,1	2,6	3,1

Kh=1;

Промежуточные значения
определяются методами линейной интерполяции.

KL — коэффициент, зависящий от длины
габаритного пролета.

Таблица 4.4. Зависимость КL от lгаб

lгаб	100	150	250 и более
KL	1,2	1,1	1,05	1

KL =1;

Расчет опоры освещения на устойчивость

Под опору устраивается бетонный фундамент. Размер основания рассчитывается с учетом несущей способности грунта. Если таких данных не имеется, то принимается расчетная единица прочности на сжатие равная 150 Н/м2, соответствующая почве максимальной плотности.

Глубина закладки фундамента определяется в зависимости от высоты столба. Основание имеет квадратное сечение для обеспечения равномерного распределения нагрузок во всех направлениях.

Стойка бетонируется с определенным заглублением, либо производится ее фиксация к фундаменту посредством закладных элементов

При этом важно установить столб строго вертикально. Максимальные отклонения от вертикали регламентируются нормативами

Расчет опоры освещения на устойчивость проводится с проведением опытных испытаний. При этом выполняется проверка на изгиб, кручение, опрокидывание под воздействием динамических сил.

Модификации опор создаются для эксплуатации в различных условиях

Важно, чтобы их технические параметры соответствовали рекомендациям строительных нормативов, геологическим и климатическим особенностям местности

Источник

Источник: ledsshop.ru