钢管塔法兰底板下的混凝土立柱局部受压.pdf

甘帆湘 I ： 八 _ J - 竺 竺竺 ! !一 出 二 几二 上 同丝擞： + T J _ + 十邑盘 订 五 钢管塔法兰底板下的 混凝 J=匕 土立柱局部受压 左元龙 ， 贤鹏 ，董建 尧 f 1 华东 电力设计 院，上海2 0 0 0 0 1 ； 2 中国电力工程顾 问集 团公司 ，北京 1 0 0 1 2 0 1 摘要 ：现行 架 空送 电线路杆塔结构设计技术规 定( D L T 5 1 5 4 2 0 0 2 ) ，对方型塔脚底板受压时按 照均布 反力验算底板的强度( 暂且不论此观点的正确性) ，在均布反力的作 用下，不再验算塔脚板下混凝土立柱的局 部受压 ；而钢管塔的地脚 法兰板为圆环状 ，底板的 面积和板的厚度往往小于方型塔脚底板，其混凝土局部 受压 的计算在现行的规 范和规定 中均未列 出； “ 1 0 0 0 k V淮 南一上海( 皖 电东送) 输 电线路工程”全线为双回 路钢管塔 ， 在地脚法兰的螺栓采用小规格 多数量，用本文提 出的计算方法，可满足塔脚法兰底板下混凝土 立柱 的局部受压 。 关键词：混凝土局部受压；扩散 角；板厚度 ；有效宽度； 中图分类号：T M7 5 文献标志码：B 文章编号：1 6 7 1 - 9 9 1 3 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 6 0 6 Lo c a l Co mp r e s s i o n o f Co n c r e t e Co l u mn s Un d e r Fo o t F l a n g e o f S t e e l Tu b e T o we r ZUO Yu a n - l o n g，XI AN Pe n g ，DONG J i a n - y a o ( 1 E a s t C h i n a E l e c t r i c P o we r D e s i g n I n s t i t u t e ， S h a n g h a i 2 0 0 0 0 1 ， C h i n a ； 2 C h i n a P o w e r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g G r o u p C o r p o r a t i o n ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ac c o r d i n g t o ( T e c h n i c a l R e g u l a t i o n o f d e s i g n f o r t o we r a n d p o l e s t r u c t u r e o f o v e r h e a d t r a n s mi s s i o n l i n e )( DL T 5 1 5 4 - 2 0 0 2 ) ， t h e s t r e n g t h a n a l y s i s o f t h e s q u a r e t o we r f o o t p l a t e u n d e r c o mp r e s s i o n s h o u l d b e c a l c u l a t e d wi t h t h e u n i f o r m r e a c t i o n f o r c e ( P u t t i n g a s i d e t h e c o r r e c t n e s s o f t h i s v i e w) ， i n n o l o n g e r c h e c k i n g t h e c o n c r e t e l o c a l c o mp r e s s i o n u n d e r t h e t o we r b o R o m p l a t e ； s t e e l t u b e t o we r f o o t fla n g e p l a t e i s a n a n n u l a r a r e a o f t h e b a s e p l a t e a n d t h e t h i c k n e s s o f t h e p l a t e i s o fte n l e s s t h a n t h e s q u a r e t o we r f o o t p l a t e ， wh i c h c o n c r e t e l o c a l c o mp r e s s i o n o f t h e c a l c u l a t i o n we r e n o t l i s t e d i n t h e p r e s e n t Co d e a n d T e c h n i c a l r e g u l a t i o n s ； for” 1 0 0 0 k V Hu a i n a n S h a n g h a i ( An h u i P o we r E a s t ) t r a n s mi s s i o n l i n e” ， t h e p r o j e c t wa s ma d e u p o f d o u b l e - l o o p s t e e l t u b e t o we r ， t h e f o o t fl a n g e b o l t s u s i n g a s ma l l d i a me t e r o f s p e c i fi c a t i o n s a n d mo r e n u mb e r , wi t h t h e c a l c u l a t i o n me t h o d pr o p o s e d i n t h i s p a p e wh i c h c a n me e t t h e l o c a l c o mp r e s s i o n o f t h e c o n c r e t e c o l u mn u n d e r t h e t o we r f e e t K e y wo r d s ： d i f f u s i o n a n g l e ； c o n c r e t e l o c a l c o mp r e s s i o n ； p l a t e t h i c k n e s s ； e f f e c t i v e wi d t h 收稿日期：2 0 1 3 - 1 0 2 2 作者简介：左元龙( 1 9 6 0 1 ，男，高级工程师，从事输电结构设计工作。 6 0 2 0 1 3 年 1 2 月 第 6 期 l ： h 矗 - _ =!lJL 电网 设计 钢 管 塔 法 兰 底 板 下 的 混 凝 土 立 柱 局 部 受 压 咄 皿 喝 蚕 式 中： 。 为 混凝 土局 部强度 影 响系数 ， 当混 凝土 强 度等 级不 超过 C5 0，取 =1 0 ； = 4 A A ， ，混 凝土 局部受 压的强 度提高 系数。 为混凝土受压面积 ，即有效宽度 6 所对应范 围。 为混凝土计算面积 ，可 由受压面积 按 同心、对称 的原则确定； 据此得出：钢管和加劲板为三倍有效宽度 b ，加劲板的长度方向一端沿径 向外延伸 一 倍的有效宽度 。见 图3 、图4 。， = 混凝土轴 心抗压强度设计值，G。 = 1 4 3 MP a 。A 为混 凝土局部受压净面积，对输 电线路铁塔基 础 1 ln a 对 于图1 刚性地脚法兰 ，法兰板 的直径为 ，厚度为f ，钢管的直径为D，钢管壁厚t ，加 劲板 的厚度t ， ，为简化计算 ，忽略钢管主材坡 度 ，见图2 ，钢管和加劲板按垂直于法兰板来考 虑 ，钢管与法兰 的角焊缝见详图1 ，其焊脚尺寸 取钢管壁厚t ；同理，加劲板与法兰的角焊缝之 焊脚尺寸考虑4 5 。坡 N，取加劲板的厚度6 2 ， 按文 2 的P 7 4 页7 5 2 的原理 ，3 0 。扩散角至法 兰板下的混凝土受压面积的计算如下； 钢管形成的有效宽度：b e = ( + f ) t a n 3 0 。 6 环形混凝土受压面积 内外半径： = ， 。 ： +b e ， 钢管对应的混凝土受压面积： All R e 2 -r e ) f 8 ) 加劲板形成的有效宽度 ： b e 2 =f 2 +2 ( H ) t a n 3 0 。 加劲板对应 的混凝土受压面积 ： A I 2 = 6 e 2 ( e 2 - e 。 ) ( 9 ) 式( 9 ) 中： 为一个法兰板所对应的加劲板数量 ， 即地脚螺栓数量。 混凝土受压面积之和： Al = l 1 + 1 2 ( 1 0 ) 3未重叠的混凝土计算面积 见图3 ，3 b 。 环状混凝土计算面积内外半径： r - ， 钢管对应 的混凝土计算面积 ： = 7 。 ( R v。 2 一 ) ( 1 1 ) 为 简化计 算 ，忽略斜 阴影 圆弧面积 ，见 圆弧 面积详 图；则 加劲板对 应 的混凝土 计算 面积 ： 2 = 3 2 ( 2 + b e 2 一 R ) ( 1 2 ) 图3 未重叠的混凝土计算面积之和： = 1 + r 1 3 1 图2受压面积 图3未重叠的计算面积 2 0 1 3 年1 2 月第6 期 - b5 ， 目 m 蛆 I ：八 ： L 卿骶 静 - 嘲咖 电网设计 钢管塔法兰底板下的混凝土立柱局部受压 4重叠的混凝土计算面积 在钢管的管径较小或加劲板的数量较多的 情况下，会 出现如图4 计算面积重叠的现象，此 时加劲板对应的混凝土计算面积A 需扣 除重叠 部分的面积 ，见图5 。 口 弓形高： =2 D 2 s i n ， 式中： 3 6 0 。 n 。 在等腰梯形 AAB B中： n詈 ， 6c2) -sin 罢 ， = 协 罢 = c o ，C M -BC = 2 2 2 2( 2 co 2 )， ， ： 一 一 M N 一 C M ta n 罢 ， 图4计算面积重叠 当时 ( 一 D 2) ，即为混凝土计算面 积未重叠的式 ( 1 1 ) ( 1 3 ) 。 当h ( R。 I_ D 2 ) 时，需扣除重叠部分的 面积： = 3 -( R 。 -D 2 t a n ( O 2 ) ，为简化计 算，同样也忽略 了更小的圆弧面积 ；则加劲板 对应的混凝土计算面积： A b 2 = 3 b 。 2 ( B 2 + b 。 2 一尺 。 ) 一 ( 1 4 ) 5两种地脚螺检方案的混凝土局部受压 根据表2 两种 地脚法兰 的计 算结果， 由式 ( 7 ) ( 1 3 ) 或 ( 1 4 ) ，计算两种不同的混凝土局部受 压 ，见表3 ；显然 ，小规格直径 的地脚螺栓，由 于数量多带来的加劲板数量的增加，使得混凝土 局部受压面积的增加，承载能力也得到增加。 表3混凝土局部受压 图5 大样 Z 曩 i - _Z l疆 曩 l - _ Z l0 - 蝴 融棚 m 哩明 硼讽 心 躞I 一 琢H_ 啊 肺 一 一 一一 0 一 一 咄W皿 口 粥殂 翻 髓 酊珊 隗 腽 镬鲷明嘲l I 啪 疆帅啊圈口妇 F L z 3 2 l 1 0 0 6 2 0 8 6 2-2 2 9 2 0 31 2 8 2 6 0 8 3 2 3 2 1 O 1 9 1 43 8 4 5 3 0 6 2 F L z 3 2 1 1 0 1 0 2 4 2 6 9 1 2 9 2 0 31 6 2 2 5 5 6 3 2 8 4 1 0 1 9 1 4 3 7 4 9 9 0 7 0 F L z 3 2 2 1 0 8 8 21 9 6 45 3 l 5 O 3 3 6 9 2 8 2 1 3 4 79 1 O 1 9 1 4 3 9 4 9 6 O 6 1 F L z 3 2 2 l 0 8 6 2 4 2 6 9 1 3 1 5 0 3 3 9 2 2 7 8 6 3 5 1 4 1 O 1 9 1 4 3 8 O 4 1 0 7 3 F L z 3 2 3 1 1 7 0 2 3 7 6 6 8 3 5 5 5 3 7 9 2 3 2 0 0 3 9 1 0 1 0 1 9 1 4 3 1 0 0 9 5 0 6 8 F L z 3 2 3 I 1 7 2 2 7 1 7 3 7 3 5 5 5 3 8 2 6 3 1 4 8 3 9 62 1 0 1 9 1 4 3 8 9 2 9 O 7 6 F L k 3 2 1 l 1 7 0 2 4I2 6 6 8 3 5 5 5 3 7 9 7 3 1 9 1 3 9 1 9 1 O 1 9 1 4 3 1 O 1 1 5 O 7l F L k 3 21 l 1 7 2 2 7 7 7 3 7 3 5 5 5 3 8 3 2 3 1 3 9 3 9 7 1 1 0 1 9 1 4 _ 3 8 9 5 3 O 8 O F L k 3 2 2 l 3 3 8 2 7 1 7 5 7 4 0 6 5 4 3 3 6 3 6 5 8 4 4 7 2 1 0 1 9 1 4 3 1 3 0 91 O 7l F L k 3 2 2 1 3 3 1 3 1 8 8 5 0 4 0 6 5 43 8 3 3 5 8 9 4 5 4 1 1 0 1 9 1 4 3 l 1 6 4 3 O_8 O F L i 3 2 1 1 1 3 7 2 2 5 6 4 5 3 5 5 5 3 7 8 0 3 2 1 7 3 8 9 - 3 1 0 1 9 1 4 3 9 1 6 3 0 7 5 F L q 3 2 1 l 1 3 1 2 6 O 7 1 4 3 5 5 5 3 8 1 5 3 l 6 5 3 9 4 5 1 O 1 9 1 4 _ 3 8 0 4 7 0 8 5 F L i 3 2 4 1 3 3 8 2 8 3 7 8 O 4 0 6 5 4 3 48 3 6 4 1 4 4 8 9 1 O 1 9 1 4 3 1 3 5 0 5 O 7 5 F L 3 2 4 1 3 4 5 3 1 8 8 5 O 4 o 6 5 4 3 8 3 3 5 8 9 4 5 4 1 1 O 1 9 1 4 3 l 1 8 7 6 O 8 6 F L 3 2 7 1 5 8 8 3 7 5 9 8 2 4 8 2 5 5 2 0 0 4 2 6 2 5 3 8 8 1 O 1 9 1 4 _3 2 0 2 6 6 0 7 4 F L 3 2 7 1 5 9 4 4 3 3 1 0 9 8 4 8 2 5 5 2 5 8 4 1 7 5 5 4 7 5 1 0 1 9 1 4 -3 l 8 2 7 9 O 8 2 6 4 2 o 1 3 1 2 N 第 6 期 ( 下转第7 6 页) 4 2平台集成开发主要步骤 平台集成开发过程包括如下步骤： ( 1 ) 明确接 口需求及设计要点， 创建接 口系统 框 图 ( 2 ) 创建项 目， 进行软件需求配置 ( 3 ) 数据库对接 建 立两平 台 间的数据库 连接 ；测试 两平 台间双 向数据流 的通讯情 况 ； 确定 两 平 台交 互所 需要 的数据 表 、提 取字段 、格 式 等：创建必要的视图、存储过程等 ； ( 4 ) 接 口界面设计及功能代码设计 f 5 1 接 口本地测试并在实际工程试运行测试 5结论 设计流程管理平 台和三维设计平台集成技 术是设计院数字化设计集成技术 的重要构成 ， 通过该项技术 的研究和接 口开发 ，明显提高 了 设计组织和流程管理的效率，主要的效益体现 在 以下几个方面： f 1 ) 通过人员与权 限同步管理技术 ，节省 了 在三维设计平台上创建工程用户和权限的时间； ( 2 ) 通 过项 目配置 同步管理技术 ，节省 了 在三维设计平 台上手 动设定工程配置信息的时 间，并且避免了手动输入的差错； ( 3 ) 通过WBS 任务结构同步管理技术，节省 了在三维设计平 台上创建任务层次和任务授权 的时间，并且避免了手动创建的差错； ( 4 ) 通过任 务进度 同步管 理技术 ，节 省 了 在设计流程管理平 台上手动填写进度信 息的时 间，并且信息反馈更及时准确。 综上所述，集成技术 的研究和开发，让设 计流程管理平台上 的工程任务安排更快更准确 地部署到三维设计平 台上，让处于不同角色的 工程 设计人员在三维设计平 台上可 以更迅速地 启动相应的设计工作 ，实现 了生产活动和生产 管理更好的协同。 参考文献： 1 杨科 ，等面向产品综合设计的跨平台集成技术 J J 计算机集成制造系统，2 0 1 1 ，f 8 ) 2 井辉活动一一角色结合的流程管理模式【 J 科技 管理研宄，2 0 0 7 ，( 1 0 ) 3 陈晗鸣，等基于P DM的三维模型集成框架及设计 流程研 究 J 船舶 工程 ，2 0 1 2 ，( 3 4 ) 7 6 2 0 1 3 g 1 2 ,E 第 6 期