管廊预埋槽托臂计算书Word格式文档下载.docx

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截面惯性矩Ix（mm4）

1259070

截面特性wy（mm³

12971

截面惯性矩Iy（mm4）

265921

计算模型及计算公式：

计算模型参照结构力学悬臂梁荷载模型计算，参见图1，

模型相关公式如下：

计算项

计算公式

反力

　Rb=nF

剪力

　Vb=-Rb

弯矩

　Mmax=Mb=-（（n+1）/2）Fl

挠度

Wmax=Wa=（3n²

+4n+1）*Fl³

/24nEI

计算数据说明：

1、110/220kv电缆按照GB50217电力工程电缆设计规范要求按3根单芯电缆计算。

2、110/220kv线路按照荷载重量100N计算。

110/220kv电缆单位重量：

单根重量按70kg/m，3根电缆单位重量为3*70=210kg/m.

另外根据设计要求，考虑上人荷载90Kgf=900N

3、支架间距1.5米。

4、悬臂长度l=700mm。

验算过程：

荷载计算：

F=m1*lx

F=210*1.5*10=3150N,

110KV电缆弯矩按最不利点计算：

Mmax=-Fb

M1=3150*600=1890000N.mm

上人荷载弯矩按最不利点计算

M2=900*600=540000N.mm

My=M1+M2=1890000+540000=2430000N.mm

由于施工作业电缆拖曳时对支架托臂的拉力，考虑承受纵向拉力F2

橡胶电缆与电缆之间的摩擦系数按0.45计算

F2==3150*0.45=1417N

按最不利计算,纵向力作用力臂l=600考虑

纵向拉力产生的力矩Mx=1417*600=850200

托臂支架双弯曲

双向弯曲：

（Mx）/（rx）（Wx）+（My）/（ry）（Wy）≤f

承受静力荷载或间接承受动力荷载时，rx=ry=1.05。

为加大保险系数，此处当所用材料为刚性材料，无塑性。

截面塑性发展系数都取1。

即rx=ry=1

Mx、My‒‒所验算截面绕x轴和绕y轴的弯矩（Nmm）

Wx、Wy‒‒所验算截面对x轴和对y轴的净截面抵抗矩（mm3）

f‒‒钢材的抗弯、抗拉强度设计值（N/mm2）

抗拉强度设计值：

бmax=MXmax/Wx+MYmax/Wy=2115000/20307+850200/12971=169.7MPa

钢材的抗弯、抗拉强度设计值=215MPa

169.7N/mm2<

215N/mm2验算合格。

电缆支架可以承受的拉力极限

材料极限荷载：

根据бmax=MXmax/Wx+MYmax/Wy

带入2115000/20307+MX/12971=215

MX=（215-2115000/20307）*12971=1437819

拉力位置考虑l=350,则纵向拉力Fx=1437819/350=4108N=4.108KN

可见电缆支架可以承受的拉力极限为4.108KN，大于4KN，满足要求。

挠度计算：

110/220KV电力电缆：

Wmax1=Wa=wmax=wA=Fb2l*（3-b/l）/6EI

Wmax1=3150*500*500*700*（3-5/7）/（6*210000*711750）=1.4mm,

上人荷载：

Wmax1=Wa=wmax=wA=Fb2l*（3-b/l）/6EI

Wmax2=900*600^2*700*（3-6/7）/（6*210000*711750）=0.54

Wy=Wmax1+Wmax=1.4+0.54=1.94

Wx=Fb2l*（3-b/l）/6EI

Wx=1417*600^2*700*（3-6/7）/（6*210000*265921）=2.28

SQRT（Wx2+Wy2）=2.99≤（L/100=7mm）

最大挠度极限：

验算合格。

按电缆支架可以承受的拉力极限核算

拉力产生的挠度Wx=4.18*350^2*700*（3-1/2）/（6*210000*265921）=2.67

SQRT（Wx2+Wy2）=SQRT（2.67^2+1.94^2）=3.3≤（L/100=7mm）

可见支架刚度满足极限荷载条件

底板角焊缝受拉弯剪强度核算：

角焊缝受拉弯剪强度核算

截面形状

C型钢D62

C型钢壁厚

2.5

mm

抗拉强度设计值

200.0

N/mm2

抗剪强度设计值

110.0

端面承压强度设计值

290.0

焊缝强度计算:

焊缝抗拉（压、弯）强度设计值：

160.0

焊缝型式：

直角角焊缝

焊缝高度hf:

6.0

焊缝有效长度lw:

150.0

平行于剪力方向焊缝长度LV:

120.0

焊缝截面惯性矩IX:

1191640.0

mm4

焊缝截面惯性矩IY:

466685.0

mm5

焊缝外缘离其中和轴距离Y:

62.0

焊缝所受的轴向力设计值N:

1417.5

N

焊缝竖向所受的弯矩设计值My:

2430000

Nmm

焊缝横向所受的弯矩设计值Mx:

850500

焊缝所受的竖向剪力设计值Vy:

4050.0

焊缝所受的横向剪力设计值Vx:

由于轴力引起的焊缝正应力

sN=N/0.7hfxlw

2.3

由于弯矩引起的焊缝正应力

ó

Ì

=SQRT（MyYJ/Iy）^2+MXYI/Iy）^2）

131.8

焊缝内正应力设计值ó

:

134.1

焊缝内剪应力设计值ô

t=1.5V/0.7hfLV

12.1

折算应力:

122.0

焊缝强度校核:

满足强度要求!

可见采用6mm焊缝双面焊接满足要求

沿管廊纵向拉力极限荷载条件角焊缝受拉弯剪强度核算

240.0

466685

4180.0

1437819

1415.0

4.1

141.3

145.5

7.2

131.9

2、10kv电缆荷载

选用HA-C62-700型托臂

HAC-62

290

444.58

6530

6310

208300

130300

根据设计要求，10KV电缆单根重量为20kg/m。

　反力

　剪力

　弯矩

　挠度

1、10kv电缆按照GB50217电力工程电缆设计规范要求选用3芯电缆。

2、10kv电缆单位重量：

（按设计单位意见，单根按照10KV电缆单根重量为20kg/m，即2000N）,4根电缆单位重量为4*20=80kg/m.

3、支架间距0.8米，单根电缆长度lx=0.8m。

F1=20000/1000*0.8*10=160N,

弯矩计算：

M1=-（（n+1）/2）Fl

M1=（（4+1）/2）*160*700=280000N.mm

另外根据设计要求，考虑上人荷载P=90Kgf=900N

力矩叠加M=M1+M2=280000+540000=820000N.mm

按最不利考率F2==160*4*0.45=288N

纵向拉力产生的力矩Mx=288*600=172800

бmax=MXmax/Wx+MYmax/Wy=820000/6530+172800/6310=152.95

152.95N/mm2<

带入820000/6530+MX/6310=215

MX=（215-820000/6530）*6310=564276

按极限位置考虑l=600,根据M1=-（（n+1）/2）Fl

则纵向拉力Fx=564276/600/2.5=376N

可见单根电缆支架可以承受的拉力极限为376N,4根电缆拉力极限为1504N

10KV电力电缆：

Wmax1=Wa=wmax=wA==（3n²

/（24nEI）

Wmax1==（3*4*4+4*4+1）*160*700*700*700/（24*4*220000*208300）=0.82mm,

Wmax2=Pl3/3EI=900*600^3/（3*220000*711750）=0.42

Wy=Wmax1+Wmax=0.82+0.42=1.24

Wx=288*600^2*700/（6*210000*130300）=0.44

SQRT（Wx2+Wy2）=1.31≤（L/100=7mm）

拉力产生的挠度Wmax1=Wa=wmax=wA==（3n²

Wmax1==（3*4*4+4*4+1）*376*700*700*700/（24*4*220000*208300）=1.90mm,

SQRT（Wx2+Wy2）=SQRT（1.9^2+1.24^2）=2.27≤（L/100=7mm）

C型钢62

233342.0

148955.0

31.0

288.0

820000.0

172800.0

1540.0

0.5

111.5

112.0

4.6

101.5

可见采用6mm焊缝三面围焊满足要求

极限纵向力荷载条件底板角焊缝受拉弯剪强度核算：

564276.0

940.0

133.8

134.2

121.6

3、通信电缆荷载支架校核

根据设计要求，通讯电缆单根重量为16kg/m。

另外根据设计要求，按5根计算，并考虑上人荷载90Kgf=900N

1、通讯电缆按照GB50217电力工程电缆设计规范要求

2、通讯电缆单位重量：

（按设计单位意见，单根按照通讯电缆单根重量为16kg/m，即160000N）,按5根电缆计。

4、悬臂长度l=650mm。

F=160000/1000*0.8*10=128N,

根据GB50217，取安全系数：

K＝1.5

F实=1.5*F=128*1.5=192N

M1=（（5+1）/2）*192*650=374400N.mm

M2=900*500=450000N.mm

力矩叠加M=M1+M2=374400+450000=824400N.mm

按最不利考率F2=192*5*0.45=432N

纵向拉力产生的力矩Mx=432*600=259200

бmax=MXmax/Wx+MYmax/Wy=824400/6530+259200/6310=167

钢材的抗弯、抗拉强度设计值=215MPa167N/mm2<

电缆支架可以承受的拉力极限

带入824400/6530+MX/6310=215

MX=（215-824400/6530）*6310=560025

按极限位置考虑l=600,根据M=-（（n+1）/2）Fl

则纵向拉力Fx=373N

可见单根电缆支架可以承受的拉力极限为373N，5根电缆总拉力为1865N

通讯电缆：

/（24nEI）Wmax1==（3*5*5+5*4+1）*192*700*700*700/（24*5*220000*208300）=1.15mm,上人荷载：

Wmax1=Wa=wmax=wA=Fb2l*（3-b/l）/6EIWmax2=Pl3/3EI=900*600^3/（3*220000*711750）=0.42

Wy=Wmax1+Wmax=1.15+0.42=1.57

Wx=Fb2l*（3-b/l）/6EIWx=192*600^2*700/（6*210000*130300）=0.29

SQRT（Wx2+Wy2）=1.59≤（L/100=7mm）最大挠度极限：

Wmax1=（3*5*5+4*5+1）*373*700*700*700/（24*5*220000*208300）=2.23mm,

SQRT（Wx2+Wy2）=SQRT（2.23^2+1.57^2）=2.73≤（L/100=7mm）

432.0

824400

259200

1860.0

0.7

115.1

115.8

5.5

105.0

焊缝抗拉（