架空送电线路杆塔设计技术规定新版本

1、架空送电线路杆塔设计技术规定 新版本讲解提要 魏顺炎 1 架空送电线路杆塔设计技术规定修订的背景 在应用 02 标准设计过程中积累一些经验有些条文需要修改 角钢压杆计算 荷载部分 国内外相关的设计规范标准修订增加了一些新规定 可以借鉴 斜材的埃菲尔效应 受拉角钢的块剪验算 组合角钢扭弯计算 交叉斜材同时受压的界定和计算长度 有劲塔脚板计算 国内近年来的试验成果及工程实践 组合角钢的填板计算 高强度锚栓 2 中心受压角钢稳定计算公式修改的意义 计算方法的演变 SDGJ94-9X DL/T5154-2002 DL/T5154-2012 新版本修订的依据 新版本与老版本的比较 新版本与美国标准的比较

2、 关于轴心受压构件稳定计算的修改说明 1 概述 现行版架空送电线路杆塔结构设计技术规定 DL/T5414-2002 （以下简称中 国标准），对角钢压杆的选材采用类似美国标准的方法，将杆件分为六种支 承条件（即六条压力曲线）进行选材。但是，当时考虑到中国的设计经验和设计 标准的延续性。同时， 美国标准新版本，在编制现行中国标准送审稿阶 段才搜集到，尚未仔细分析比较。因此， 美国标准新版本中增加有关交叉斜 材设计等方面的内容没有研究吸收，杆件的有效长度系数的取值与美国标准 不尽相同。其结果从 Q345 材料两种标准的杆杆压力曲线比较中可以看出 （图 1）， 六种支承条件的杆件容许设计应力，中国标准

3、均低於美国标准。其中，入 =120时中国标准约低 19%;在主材常用的细长比入=5080范围内约低 1020%;在斜材常用的细长比入=150200范围内约低2124%。Q235材料也类 似。以上还不包括两种标准中计算长度取值不同的影响。 因此，本导则编制大纲 建议，在现行中国标准基础上，适当提高杆件的设计承载力，提高的幅度在 10%左右，与美国标准相比留有不小于 10%的裕度。设计方法是，杆件的有 效长度按美国标准，杆杆压屈系数仍同中国标准 ，采用我国钢结构设计规 范的数值。 2. 典型杆件的比较 从工程中一些典型杆件的分析比较中（表 1），也得到相同的结果。同样特 性的杆件，按中国标准计算的

4、杆件容许承载力要低於美国标准 ：双面连 接的主材，细长比入 60时（表3中序号1）约低13%;单面连接的斜材，细长 比入V 120时（序号25，9），约低2029%，细长比入120时（序号68）， 约低 2933%，这里包括中国标准对带辅助材的交叉材，计算长度乘以 1.1 系数的影响。其中，对双面连接的 主材，按中国标准计算的杆件承载力低於 美国标准的原因是中国标准的压屈系数值低於美国标准 。 以序号 1 为例： 按美国标准 K 入=59.6V Cc= 107 (Q345) = 1-0.5(k 入 /Cc)2 =1-0.5 (59.6/107)2 =0.845 按中国标准 由k入=59.6查表

5、得 =0.738 两者比值 0.738/0.845=0.87 从表 1 中，中国标准计算值与美国标准计算值的比较（中 /美），以 及本导则计算值与美国标准计算值的比较（导 /美），可以看出，在小细 长比范围入120,包括无辅助材的交叉材，本导则建议值与现行中国标准 值相同，杆件的设计承载力没有提高（表中序号1, 2, 4, 9杆件）；小细长比（入 120）的杆件（序号3, 5, 6, 7, 8）, 本导则 建议值比现行中国标准 提高了 5%11%,但与美国标准 相比, 均有 10%以上的裕度（ 13%26%）。其中提高较大（ 11%）是大细长比两端无约 束的杆件，与美国标准相比还有20%裕度。

6、其次，裕度较大是在入=100120 之间。主要原因是在这细长比范围内, 我国的压屈系数与美国比较相差较大 （图 2）,偏於保守。 3. 结论 轴心受压构杆采用本导则推荐的设计方法, 即构件（包括交叉材） 的有效长 度按美国标准公式,压屈系数仍按现行中国标准 ,采用我国钢结构设计 规范的数值。与现行中国标准相比，对带辅助材的交叉材以及入 120构件, 承载力提高了 10%左右。与美国标准相比有 1326的裕度。而且,使不 同支承条件的构件,留的应力裕度相对比较接近,计算承载力值更为合理。 3 / 41 序 号 杆号及内力 杆件特性 美国标准 中国标准 中/美 导则建议 导/美 (500KV 江

7、黄线ZT5 )顶 架主材CIC N=15620 kg =153.1KN 1 M1, k=1 k 入=59.6 Cc=3.14X (2 29000 6.89 X345 =106.9k 入 (w/t) lim= 80 2.62 J345 =11.3 w/t= ( 64-4.8-8.5) /4.8 =10.5v 11.3 Fa=1-0.5 (59.6/106.9) 2345 =291.38N/mm2 【N =291.38*582 =169.6KN 比值 153.1/169.6 =0.90 Ml, K=1 K 入=59.6 B 类 =0.738 (b/t) lim=202/J茁0 =11.47 b/t

8、= (64-4.8-8.5) /4.8 =10.5v 11.47 【N =0.738*582*345 =148183N =148.2KN 比值 153.1/148.2 =1.03 超3% 148.2/169.6 =0.87 （同中国标准） 148.2/169.6 =0.87 表1 典型杆件设计比较 2 (500KV 锡 车线SJT1) 无辅材的交 叉材 200-231 N=46.67KN L=175.5cm L75X5 Fy=235N/mm2 2 A=741mm rz=1.5cm L/rz=117 一端中心 一端偏心 M2 k=0.75 + 30/117 =1.006 k 入=1.006*11

9、7 =117.7 118 Cc=3.14X )2 29000 6.89 M2 K=0.75 + 30/117 =1.006 K 入=117.7 118 =0.447 (b/t) lim=202M/215 =13.78 b/t= (75-5-9) /5 =12.2v 13.78 【N】 =0.447*741*235 =77838N =77.84KN 比值 46.67/77.84 =0.60 77.84/102.0 =0.76 （同中国标准） 77.84/102.0 =0.76 V235 =129.6k 入 (w/t) lim =80X2.62/1 莎 =13.3 W 75 9 =3=12.2 t

10、 k 入 k=0.75 + 30/70.47 k 入=1.22 X4.06 端偏心 (w/t) lim=11.3 =1.175 =78.15 一端中心 110 8 12 k 入=82.85 83 =0.59 W/t=8 =0.551 (b/t )lim=202/j310 =11.25 k 入 b/t=11.6 11.38 (w/t) lim=11.3 mN=1.677-0.677 x w/t=却吒 14 = (11.6/11.38)= 0.987 345.=340.5 11.6 11.3 Fcr= (1.677-0.677晋) 【N =0.437 340.5 2737 x 345=338.8N

11、/mm2 =407261N Fa= 1- =407.3KN 0.5 (99.28/109.6)2 比值 261.71/407.3 x 338.8 =0.64 =199.8N/mm2 注：尚未计入塔腿计 【N =199.8 2737 =546853N =546.9KN 比值 261.71/546.9 =0.48 算长度系数1.2 5 (500kv 锡 L=550.5cm M2 L=550.5 .1 405.59/574.33 L=550.5cm 458.5/574.3 车线SJT1) L160X12H k=0.75 + 30/111.2 =605.5cm =0.71 L/rx=111.2 3=0

12、.80 带辅材的交 Fy=345N/mm2 =1.02 L/rx=122.3 M2 叉材 2 A=3744mm k 入=1.02 X11.2 M4 k=0.75+30/111.2 1960-2041 rx=4.95cm =113.4 k=1 =1.02 N=357.27kN L/rx=111.2 Cc=106.9v k 入 k 入=122.3 k 入=1.02*111.2 端偏心 Fa= =0.314 =113.4 一端中心 9.87 29000 6.89 (b/t) Iim=202/j310 =0.355 113.42 【N =153.4N/mm2 =11.47 =0.355*3744*34

13、5 【N =153.4 3744 b/t= (160-12-16) /12 =458546N =574330N =11.0v 11.47 =458.5KN =574.33KN 【N 比值=357.27/458.5 比值 357.27/574 .33 =0.314*3744*345 =0.78 =0.62 =405587N =405.59KN 比值 357.27/405.59 =0.88 6 (500kv 江 黄线ZT5) 塔身斜材 F14T N=7385 kg =72.37kN L=370cm L80X5H Fy=50ksi 2 =345N/mm A=786mm2 rx=2.45cm L/rx

14、=370/2.45 =151 两端有约束 M6 k=0.615+46.2/151 =0.92 k 入=0.92 X51 =138.96 Cc=106.9v k 入 Fa= 9.87 29000 6.89 M6 k=0.82+21.64/151 =0.963 k 入=0.963 51 =145.54 =0.233 (b/t) lim=202M/310 =11.47 b/t=( 80-5-9)/5 =13.211.47 mN= 1.677-0.677 畑 11.47 =0.898 mN XFy=0.898 45 =309.81N/mm2 【N =0.233*309.81*786 =56738N =

15、56.74kN 比值 72.37/56.74 =1.28 超28% 56.74/80.27 =0.71 M6 k=0.615+46.2/151 =0.92 k 入=0.92*151 =138.96 =0.253 (b/t) lim=11.47 b/t= (80-5-9) /5 =13.211.47 mn= 1.677-0.677*13.2/11. 47 =0.898 mn *Fy=0.898*345 =309.81N/mm2 【N =0.253*309.81*768 =61608N =61.6KN 比值=72.37/61.6 =1.17 超17% 61.6/80.65 =0.76 138.96

16、2 =102.13N/mm2 【N =102.13 786 =80274N =80.27KN 比值 72.37/80.65 =0.90 7 (500kv 锡 车线SJT1) 带辅材的交 叉材 2040-2101 N=196.02kN L=690.5cm L160X10 Fy=235N/mm2 2 A=3150mm rx=4.98cm L/rx=138.7 两端无约束 M4 k=1 k 入=138.7 Cc=129.6v k 入 Fa= 9.87 29000 6.89 L=690.5 .1 =759.6cm L/rx=152.5 M4 k=1 k 入=152.5 =0.30 (b/t) lim

17、=202/(515 =13.78 b/t= (160-10-16) /10 =13.4v 13.78 【N =0.30 150 35 =222075N =222.1KN 比值 196.02/222.1 =0.88 222.1/322.91 =0.69 M4 k=1 k 入=138.7 =0.35 (b/t) lim=13.78 b/t=13.4150 35 =259087N =259.1KN 比值 196.02/259.1 =0.76 259.1/322.9 1=0.80 138.72 =102.51N/mm2 【N =102.51 3150 =322907N =322.91KN 比值 196

18、.02/322.91 =0.61 8 (500kV 锡 L=928.4cm M5 L=928.4 .1 142.13/211.2 181.4/211.2 车线SKT2) L160X10 k=0.762+28.6/186.4 =1021.2cm =0.67 L=928.4cm =0.86 带辅材的交 Fy=235N/mm2 =0.92 L/rx=205 L/rx=186.4 叉材 2 A=3150mm k 入=0.92 为86.4 M5 M5 1100-1201 rx=4.98cm =171.5 K=0.90+11.89/205 k=0.762+28.6/186.4 N=63.28kN L/rx

19、=186.4 Cc=129.6v k 入 =0.958 =0.92 一端有约束 Fa= k 入=205X).958 k 入=0.92*186.4 一端无约束 9.87 29000 6.89 =196.4 =171.5 171.52 =0.192 =0.245 =67.05N/mm2 (b/t)lim=202/%硕 【N 【N =67.05 3150 =0.245*3150*235 =211207N =13.78 =181361N =211.2KN b/t= (160-10-16) /10 =181.4KN 比值 63.28/211.2 =13.4v 13.78 比值=63.28/181.4 =

20、0.30 mN=1 =0.35 【N =0.192*3150*235 =142128N =142.13KN 比值 63.28/142.13 =0.45 9 (500kV 江 黄线ZT4 )横 担正面斜材 T14T N=6150kg =60.27kN L=181cm L55X4H FY=50Ksi 2 =345N/mm A=4.26cm2 rx=1.67cm L/rx=108 两端偏心 N0.3 K=0.5+60/108 =1.056 K =1.056 X08 =114 Cc=106.9 K (W/t)lim=11.3 w/t=(55-4-6)/4 =11.2511.3 Fa= 9.87 290

21、00 6.89 N0.3 K=0.5+60/108 =1.056 K =1.056 108 =114 B 类 = 0.352 (b/t) Iim=202/j310 =11.47 w/t=11.25345 =51733N =51.73kN 比值 60.27/51.73=1.16 超16% 中/美 51.73/64.65 =0.80 N0.3 （同中国标准） 导/美 51.73/64.65 =0.80 1142 =151.75N/mm2 N=151.75 426 =64646N =64.65kN 比值 60.27/64.65 =0.93 表注1杆件内力均为压力，原设计江黄线的内力，包括超载系数1.

22、5,对应材料的屈服应力；锡车线包括分项系数1.4,对应材料的设 计强度。为了便於比较，等效地将锡车线杆件内力也视为包括超载系数1.5，对应材料的屈服应力。 2角钢规格带H者为Q345 （相当於ASTM A572 Gr50），不带H者为Q235。 3美国标准中的Fa为容许设计应力（单位换算：1ksi=6.9N/mm2）。 4.序号2，3，5, 7和8等交叉斜材均为一拉一压，即拉杆内力大於或等于压杆内力的20% 13 / 41 图：二翠二中氐标准网美迢际准的比蚊 I.1.! 0.B 07 田0. QJ 0E 0.1. 7 PC 2 GO EH FD MJ 10 BZ 遥长比P X 34 5 图g

23、:钢构他丘,忌系铁比较 21 / 41 中心受压角钢六种支承条件的具体应用 2.1杆件有效长度系数 杆件的计算长度（L ）乘以杆件有效长度系数（k）即得到杆件有效长度（KL） 杆件有效长度是影响压杆承载力的重要因素，而杆端支承条件的判断是确定杆件 有效长度系数的关键。本标准同美国标准将杆端支承条件分为六种情况，有 六种有效长度系数（k）： Ml （1）杆件两端均中心受力 K=10L/r120 （2）杆件一端偏心受力，另一端中心受力 K=30/L/r+0.75 0L/r120 M2 （3）杆件两端均偏心受力 k=60/L/r+0.5 0L/r120 M3 （4）杆件两端均无扭转约束 k=1 12

24、0 w L/r 200 M4 （5）杆件一端有扭转约束 k=28.6/L/r+0.762 120 L/r w 225 M5 （6）杆件两端均有扭转约束 k=46.2/L/r+0.615 120 L/r w 250 M6 在小细长比范围（L/r 1.0,偏心是不利因素。同样细 长比，两端偏心的K值大於一端偏心；一端偏心的 K值大於两端中心。因此， 设计时应尽可能使角钢端双肢连接，这对於改善顶架、横担和曲臂等部位的主材 受力条件是有意义的，往往在构造设计时也是能做到的。 在大细长比范围(L/r 120)，杆端的扭转约束成为影响杆件有效长度的主 要因素。它与杆端连接螺栓数量和节点刚度有关， 而与角钢

25、单肢还是双肢连接无 关。杆端扭转约束作用的判断将结合美国标准的新建议在2.2.2节中阐述。 从公式M4M6可以看出，K 1.0,杆端有扭转约束作用是有利因素。因此，设 计时应尽可能使杆端有扭转约束作用。 上述M1M6有效长度系数公式主要适用於除主材和辅助材以外的其它受压 材(KL/r 200)。主材一般均为双肢连接，有效长度系数同其它受压材公式M1 (K=1)，但限制细长比KL/r 150;辅助材端部支承条件与其他受压材类似，但 限制细长比KL/r 120,杆件（如斜材）连接到提供约束的杆件（如主材） 上至少要有两个螺栓，且在应力平面内，节点上提供约束杆件的 刚度系数（L/I） 的总和大於杆件

26、的刚度系数，则认为杆端有扭转约束作用（这规定与1997年版 以前的美国标准相同）；如果杆件通过节点板连接到提供约束的杆件上，除了满 足上述规定外，还要考虑杆件与节点板连接的不同情况： （1）如果杆件端部仅仅连接在节点板上，不能考虑杆杆端部的约束作用； （2）如果杆件端部既连接在节点板上，又连接在提供约束的角钢上，可以考虑 杆端有约束作用。 此外： a）如果节点上的各杆件可能同时压屈，那么节点不能对杆件提供约束； b）多个螺栓连接的单角钢中间节点（图 2.2.2-1C）,可认为有扭转约束: 即图 2.2.2-1C 0.5L/rz=120250 使用血6 而图 2.2.2-1b 0.5L/rz=1

27、20225 使用血5 图 2.2.2-1a 0.5L/rz=120200 使用血4 ru 图乙z. z c）多个螺栓连接的双角钢中间节点（图2.2.2-2C）可认为有扭转约束作用: 即图 2.2.2-2C 而图 2.2.2-2b 图 2.2.2-2a 0.5L/rz=120250使用血6 0.5L/rz=120225使用血5 0.5L/rz=120200使用血 4 223杆件在垂直桁架的平面（平面外）无支撑，且杆件在等节间无支撑长度（L） 内，力的大小有变化（图2.2.3及图2.1.2中的P1和P2），则垂直桁架平面的杆 件有效长度系数可按以下确定： (1) 当P1和P2均为压力，且 P1P2

28、 K =0.75+0.2(P2/P1) (2) 当P1和P2分别为压力和拉力 K =0.750.25 (P2/P1) 然后，对杆件一端偏心或两端偏心的 K值进行修正： KL/r=K ( KL /r 2.2.4交叉斜材的有效长度 交叉斜材按不带辅助材、交叉点以下带辅助材和交叉点上、下均带辅助材三种布 置型式，以及受拉材内力与受压材内力的比例不同，美国标准其有效长度按 表2.2.4确定。该表适用于等边角钢或 不等边角钢(短边连接) 两种情况。如果 只考虑等边角钢，表中带者可省略，计算项目基本上同中国标准。 从不等边角钢与等边角钢的特性表中可以看出，虽然长边与等边角钢相同的不等 边角钢，截面积小于等

29、边角钢，但对平行轴的迥转半径大于等边角钢。因此，有 时交叉斜材选用不等边角钢比较经济合理。但是，不等边角钢的最小轴迥转半径 比等边角钢小，选用不等边角钢时，还要验算杆件绕最小轴稳定项目。 如果选用不等边角钢(长边连接)，拉杆内力20%压杆内力时：计算长度应取 L=L1+1/2L2 ;拉杆内力20%压杆内力时：计算长度应取全长 L3。可以看出，交 叉斜材选用不等边角钢(长边连接)是不经济的。 续表224:交叉斜材的计算长度 Lo和长细比修正系数 K 图例 拉杆内力20%压杆内力 备注 冶120 入20 L o r K L o r K Li rz N0.2 Li rz 单个螺栓N0.4 多个螺栓且

30、符合具有约 束条件N0.5否则N0.4 L* rz N0.2 L* rz N0.4 当选用等边角 钢时，表中带* 号计算项目可 略 L2 rz N0.2 L2 rz 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合具有约 束条件N0.5否则N0.4 Li rx N0.2 Li rx 擬 L* rz N0.2 L* rz N0.4 当选用等边角 钢时，表中带* 号计算项目可 略 Li rx N0.2 Li rx 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合具有约 束条件N0.5否则N0.4 图例 拉杆内力20%压杆内力 备注 疋120 入20 L o r K Lo r K Li * rz N0.2 Li * rz 单个螺栓

31、N0.4 多个螺栓且符合纽转 约束条件采用 N0.5否 则 N0.4 当选用等边角 钢时，表中带* 号计算项目可 略 L3 rx N0.3 L3 rx 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合纽转 约束条件采用 N0.6否 则 N0.4 L * rz N0.2 L * rz N0.4 当选用等边角 钢时，表中带* 号计算项目可 略 L2 * rz N0.2 L2 * rz 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合约束条件 采用N0.5否则N0.4 L3 rx N0.3 L3 rx 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合约束条件 采用N0.6否则N0.4 L * rz N0.2 L * rz N0.4 当选用等边角

32、钢时，表中带* 号计算项目可 略 Li * rx N0.2 L3 rx N0.3 L3 rx 单个螺栓N0.4 多个螺栓且符合约束条件 采用N0.6否则N0.4 24 / 41 225杆件有效长度系数的应用 （1）本标准关於杆件有效长度系数，是假设角钢上的螺栓孔位置尽量靠近角钢的棱边， 且不大於肢宽的一半。如果不符合这要求，要考虑杆件受力偏心的影响。 （2）关於杆件端部具有扭转约束的建议（本文 2.2.2），可以理解为除了杆件节点平面内应 符合刚度要求外，被连接角钢不论是直接连接到提供约束的角钢上，还是被连接角钢通过 钢板连接到提供约束的角钢上，被连接角钢与提供约束角钢之间都至少要有两个螺栓连

33、 接。但是，后者通过钢板连接的节点型式很多，节点刚性差别很大，以往曾经有设计将被 连接杆件端部多个螺栓中的一个螺栓连接到提供约束的角钢上即视为杆端有扭转约束作 用，通过了铁塔原型试验的实例。因此，对这条建议如何正确应用还有待於今后在工程实 践中积累经验。 （3） 从交叉斜材有效长度系数的选用建议中可以看出，它只适用於一付交叉斜材规格完 全相同的情况。这是因为这些建议是建立在交叉材规格相同的试验条件的基础上：3：0除非 有其他试验依据或者构造上与本标准有所差别而准备按IEC-652铁塔荷载试验标 准进行试验鉴定外，不能以交叉点为分界，分段设计采用不同的规格。 （4）输电塔的杆件端部支承条件比较复

34、杂，六种支承条件只是归纳了杆端连接的一般情 况。如果试验和分析证明有些特殊的节点提供了与以上不同的扭转约束，这些杆件的有效 长度可以修改。因此，对於一些特殊节点的杆件有效长度还应结合试验和工程实践综合考 虑确定。如果无条件进行试验，应偏安全地选用杆件有效长度系数。 3增加组合角钢弯扭计算公式的意义 本规定计算公式 3双轴对称十字形截面组合角钢构件（图 6.1.2-2 ），按式（6.1.2-5 ）计算其等效 回转半径，再按附录C确定。 f1 L r u -J4 22 / 41 y 48 / 41 图 6.1.2-2 t -i22 * 2bb0J6L （6.1.2-5） 式中: bi 十字断面形心

35、至边缘的距离， mm L 构件计算长度，mm 注：n n厂 (7.7.1-2 ) T 字和+十字断面： S -(Z。 2 t/2) 十 字断面： （Z。 t/2) 2 (7.7.1-3 ) X 1/1 n -4 X Y rvu近hl I 4与其它荷载组合工况一起进行电算，即可求得斜材的最大内力。 1 1 + 】1 : * k LJJ1 Bl JB 图A.2折减法荷载工况示意图 图A.2中情况1,变坡段主材交点位于塔顶以上，不构成上下两部分的情况，仅需按 设计风载计算即可；情况 2，变坡段主材交点位于塔身内，将杆塔分成上下两部分，应按 图示荷载计算3个工况；情况3,塔身有3个坡度段，主材的两个交

36、点都位于塔身内，应 按图示荷载计算5个工况。当杆塔具有更多坡段时，可按以上方法类推。 折减系数的数值可按表A.2取用 表A.2折减系数表 塔型 风何载 线条张力 悬垂直线塔 0.3 / 转角塔(包括悬垂转角塔) 0.3 0.8 A.3剪力比法 剪力比法是根据杆塔斜材和主材承担的剪力比，求得风速最不利分布时斜材内力的一 种方法。我国2007年开始实施的“高耸结构设计规范”(GB 50135-2006)，针对杆塔斜材 的埃菲尔效应列出了相应的计算公式。规定当计算所得四边形钢塔斜杆的剪力与同层塔柱 承担的剪力比 V b 2 M tan 10.4时，斜杆内力取塔柱内力乘系数a (见图 A.3), a

37、可 按式A.3确定。 (0.228 0.649 ) -(A.3 ) h 图式中： V、M层顶剪力、弯矩； b层顶宽度； 9塔柱与铅直线之夹角； h计算截面以上塔体高度； 卩系数，刚性斜杆取1.0，柔性斜杆取2.0。 A.4当曲线形杆塔斜材 没有按照A.2或A.3节规定的方法计及计及埃菲尔效应时,为了保 证斜材具有足够的承载能力，其设计内力不宜小于主材内力的3% A.5斜材的最小承载力要求 杆塔斜材不但要传递外部荷载产生的剪力，同时也对主材稳定起到关键的支撑作用。 因此，斜材的内力不但应按外部荷载计算确定，而且还应满足维持主材稳定所必需的强度 和刚度要求。 为了确保斜材对主材的有效支撑，应与辅助

38、材一样，按主材内力的百分比值计算内力。 斜材不但自身起到支撑主材的作用，还要承受辅助材在维持主材稳定中产生的荷载，因此, 斜材的最小承载力宜按2.5%主材内力计算的荷载确定。计算时应将2.5%的主材内力作用 在斜材平面内、垂直于主材轴线的节点上。 对于受力斜材，应按2.5%主材内力计算的荷载和与其相同的计算长度和长细比进行最 小承载力校验；对称荷载作用下不受力的斜材，如图A.5所示的左侧面斜材，应按 2.5% 主材内力计算的荷载和全长平行轴进行最小承载力校验。 图A.5对称荷载示意图 适用条件曲线型铁塔 6增加受拉构件块剪计算公式的意义 对于受拉构件，在被连接的角钢肢翼上的螺栓图型的中心线（如

39、图7.6），超出了角钢 形心线时，对这种连接必须要按以下方法作块剪 （也叫破裂）校核。 a b b 7.6-1 ) 7.6-2 ) 7.6-3 ) 图 7.6 块剪( 破裂)的确定 N = Av fv A f Av t (a 2b) At t c 式中： fv 钢材的抗剪强度设计值 f 钢材的抗拉强度设计值 t 角钢肢厚度， mm 计算公式的依据 美国格构式输电塔设计规范 计算公式的适用条件 受拉角钢螺栓中心线离角钢形心线较远或者螺栓材质强度高螺栓数量较少或角钢材 质强度较低时块剪可能控制选材 以下是螺栓中心线位于角钢肢宽一半的一般情况： 实例 1 L 70X 5H 3M20 (6.8 级)

40、a= 30-21.5/2 = 19.25 b= 60-21.5 = 38.5 c= 35-21.5/2 = 24.25 Av = t (a + 2b)= 5 (19.5 + 38.5 X 2)= 481.25 At = t c = 5X24.25 = 121.25 块剪承载力 N = 481.25 X 180+ 121.25 X 310= 1242124 124.21KN 受拉承载力 N =( 686.0-21.5 X 5)X 0.7 X 310= 125751N= 125.75KN 124.21 (接近) 螺栓剪承载力 N =(314.2X240)X 3=226224N=226.22KN12

41、4.21 螺栓孔壁承载力 N =(20X5X510)X 3=153000N=153.00KN124.21 实例 2 L 70X 5S 2M20( 6.8 级) a b c 同上 Av =5(19.25+38.5)= 288.75 At = 121.25 块剪承载力 N = 288.75 X 125+ 121.25 X 215= 62.16KN 受拉承载力 N =( 687.0-21.5 X 5)X 0.7 X 215= 87.21KN62.16 (控制) 螺栓剪承载力 N =( 314.2 X240)X 2= 150.82KN62.16 螺栓孔壁承载力 N=( 20X5X510)X 2= 10

42、2.00KN62.16 h h % ir 图7.5.1无加劲塔脚板 7.5.2有加劲方型塔脚板底板强度应按下列公式计算 1受压时： 1）底板的作用弯矩： 2 M 0.06Q a 图7.5.2 有加劲塔脚板 （图 7.5.2）: (7.5.2-1) 式中： a 底板计算区段的自由边长度，mm 2）底板厚度： 、5M t f (7.5.2-2) 2受拉时底板厚度: (7.5.2-3) 当 Y 0.5b，取 Yi 0.5b 式中： T底板上作用的拉力，N; B塔脚板宽度，mm Y第i个区隔地脚螺栓中心至主角钢的距离，mm b 第i个区隔的宽度，mm。 新版本与老版本的比较 实例 按老版本 T=100

43、0 kN S=140 ; L=120 ; Z0=40 ; Ymax二Zo+S=180 ; bmax二S+L+Z0=300 ; Bmin二 S+L-Z0=140+120-40=220 取塔脚板厚度t=46mm。 按新版本 t= 1/1.53X 1000000X 180X 260/265X 5202 =1/1.544.26= 29.5mm 8增加高强度锚栓的意义 N/mm 材料 类别 厚度或直径 （mn） 抗拉 抗压和抗弯 抗剪 孔壁承压* Q235 16 215 215 125 370 16 40 205 205 120 40 60 200 200 115 60100 190 190 110 Q

44、345 16 310 310 180 510 16 40 305 305 175 490 40 63 295 295 170 440 63 80 285 285 165 415 Q390 16 350 350 205 530 16 40 335 335 190 510 40 63 315 315 180 480 63 80 295 295 170 450 Q420 16 380 380 220 560 16 40 360 360 210 535 40 63 340 340 195 510 63 80 325 325 185 480 2 钢 材 表4.0.10钢材、螺栓和锚栓的强度设计值 Q46

45、0 16 415 415 240 595 16 40 395 395 230 575 40 63 380 380 220 560 63 80 360 360 210 535 镀锌 粗制螺 栓（C级） 4.8级 标称直径d 39 200 / 170 螺杆 承压 420 5.8级 标称直径d 39 240 / 210 520 6.8级 标称直径d 39 300 / 240 600 8.8级 标称直径d 39 400 / 300 800 10.9 级 标称直径d 39 500 / 380 900 锚栓 Q235 钢 外径16 160 / / / Q345 钢 外径16 205 / / / 35号优质碳素钢 外径16 190 / / / 45号优质碳素钢 外径16 215 / / / 40Cr合金结构钢 外径16 260 / / / 42CrMo合金结构钢 外径16 310 / / / 注