变电站通用设计中构架梁的有限元分析.pdf

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1、第39卷第12期建筑技术开发Vo1．39。No．122012年12月BuildingTechniqueDevelopmentDec．2O12变电站通用设计中构架梁的有限元分析黄峥(江苏海能电力设计咨询有限责任公司，南京210028)[摘要]通过大型通用有限元软件ANSYS对跨度为13m的构架梁进行建模，计算了其应力分布及挠度分布情况，分析了各构件的受力情况，为其它构架梁设计提供参考。[关键词]构架梁；强度；位移[中图分类号]TU3121[文献标志码]A[文章编号]1001523X(2012)12—0004—03近年来，国家电网公司及江苏省电力公司相继采用固定约束

2、。构架梁的钢材密度P：7850kg／m，推出了220kV及以下变电站的通用设计推荐方案泊松比=0．3，弹性模量E：2．0e“N／m，屈服强度和深化实施方案，将变电站的初步设计工作进行了=235MPa。一定程度的标准化，这对电网工程建设快速高效推进起到了一定的促进作用。在江苏电网通用设计方案中，变电站构架梁按终端构架和中间构架不同的情况进行了归并。在220kV配电装置区域共有4种构架梁，构架梁均采用三角形桁架梁，腹杆采用钢筋，局部为型钢，热镀锌防腐。常规设计时就直接选用方案中的构架梁。本文分析的就是用在220kV配电装置区域的中间图1构架梁截面构架梁。对于中问构架

3、应考虑两种情况：一是在正常运行情况(大风和覆冰)和导线上人检修情况条件下，构架两侧导线所产生的不平衡张力。二是在安装或移换导线时所产生的最不利情况，一般按一侧架线另一侧不架线的条件对进行计算。1有限元模型本文采用通用有限元软件ANSYS对构架梁进行受力分析，构架梁跨度为13m，在构架梁跨中及图2构架梁整体有限元模型距离跨中3．5m处连接导线，构架梁截面如图1所2工况分析示，上弦梁采用角钢构建，其规格为L110×8，采用导线在不同的工作状态下对横梁作用的力也不单元类型为beam188；下弦梁及端部梁也采用角钢同。本文按电气专业提供的资料，选取了最不利的构建，规格为

4、Ll10×8，采用单元类型为beam188；连检修工况进行分析。在这一工况中，在跨中及离跨接上弦梁与下弦梁的腹杆则采用实心圆钢，其直径中两侧3．5m处，导线对构架梁作用有沿构架梁截为30mm，采用单元类型为link8；同样，处在下弦的腹面高度方向的竖直力(U负方向)及沿截面宽度方杆也采用实心圆钢，直径为30mm，采用单元类型为向(U：方向)的水平力，竖直力大小为6．423kN，水link8。图2为构架梁的整体有限元模型，下弦的两端平力大小为18．897kN，梁跨中考虑2kN的人及工具重。图3显示了构架梁的加载情况，构架梁的下收稿日期：2012—09～15作者简介

5、：黄峥(1980-)，男，常州人，毕业于中国矿业大学，大学学弦梁端部采用固结的约束方式。图4及图5分别为历，工程师，现从事变电站土建设计及施工技术工作。构架梁在荷载作用下的位移云图。4第12期王宝齐，等：强夯法在火电厂粉煤灰地基处理中的应用研究第39卷验，每600ITI。测试一点。本文选取部分数据进行分(试验测得粉煤灰最大干密度为1．23)。析。动探孔D1、D2、D3、D4布置在夯Ⅲ间／，隧D1点处于表l粉煤灰土样密度试验结果O123456789试验区域边缘，触探采用重型动力试验进行，动探试土样干密度含水量压实度验结果见图2。T10．9920．3540．81T2

6、1．O510．3350．85T31．0370．3350．84T40．9880356O．8O粉煤灰地基经过强夯处理以后，压实度达到0．8以上，但由于粉煤灰的多孔结构与厂址所在区域地下水位较高，粉煤灰地基含水量较大。4结论与建议1)强夯法地基处理技术能够有效地对粉煤灰地基进行处理，承载力提高50％左右，处理有效深度达到7in，粉煤灰的压实度达到0．8以上。2)强夯处理过程中及处理后要注意做好排水措施，水对粉煤灰地基具有非常大的影响。2重型圆锥动力触探成果3)由于粉煤灰的成分及颗粒直径各地区差异D1点处于试验区域边缘，所以夯实效果差(可很大，工程处理要根据粉煤灰的工程

7、性质采取相应作为未处理地基土看待)。从D2、D3、D4点看：0～的施工工艺。2．0m，强夯效果较差；2．0～7．0m，地基土得到了有参考文献效夯实。对比D1与D2、D3、D4点：在2．O～7．0in[1]龚晓南，主编地基处理手册(第三版)．北京：中国建筑工业出版范围动力触探锤击数提高近50％；强夯有效处理深社，2008度达到7m，基本对地基软弱土层进行了处理。[2]中华人民共和国行业标准．土工试验规程(SL237—1999)北京：3)土工试验中国水利水电出版社，1999[3]中华人民共和国行业标准．建筑地基处理技术规范(JGJ79—施T现场用环刀取地基浅部粉煤灰

8、土样进行密2002)．北