环形钢筋混凝土电杆抗裂强度和裂缝宽度的计算及其控制方法.pdf

2015年第1期
混凝土与水泥制品
2015No.1
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
anuary
环形钢筋混凝土电杆抗裂强度和裂缝宽度的
计算及其控制方法
单庆威
(徐州三元杆塔有限公司,221300)
摘要:为了便于混凝土电杆生产企业及其使用部门进行环形钢筋混凝土电杆抗裂强度及裂缝宽度的设计验
算,本文依据相关规范,对设计方法和公式进行整理和总結,并列举工程实例进行计算说明,同时提出了提高抗裂强
度和减小裂缝宽度的控制方法。
关键词:痳形钢筋混凝土电杆;抗裂强度;裂缝宽度;长期荷載;短期荷載;控制方法
Abstract: In order to facilitate the concrete pole production enterprises and user departments to design and check
calculation of cracking strength and crack width of circular reinforced concrete pole, according to the relevant specifications
design methods and formula are summarized, and some engineering example calculations are shown. In addition, the control
method for improving anti-crack strength and decreasing the crack width is put forward
Key words: Circular reinforced concrete pole; Crack strength; Crack width; Long-term load; Short-term load; Control
method
中图分类号:TU528.79文献标识码:A文章编号:1000-4637(2015)01-33-03
0前言
按照DLT5154-2012《架空送电线路杄塔结构
当前在配电网建设改造材料招标活动中,多数设计技术规定》、GB5010-2010《混凝土结构设计规
选用普通钢筋混凝土电杆,招标技术文件中对钢筋范》中的相关规定,整理出截面开裂弯矩及不同条
混凝土电杆仅提出荷载等级要求,没有提供加工图件下最大裂缝宽度的计算方法。
纸,电杆的结构设计由生产厂家负责。由于缺少配1.1受弯构件验算截面开裂弯矩(抗裂强度)的计
套的图集或有资质单位设计的图纸,不少生产企业算方法
往往凭借生产经验或者从同行企业中获取的信息
Mo=yfu Wd
套用组织生产;有的生产企业仅进行电杆的正载面
W=(r12+r2)xAo/(472)
2
承载力设计计算,没有对抗裂度、最大裂缝宽度进
Ao=A+(@E-1)A s
(3)
行验算,结果导致力学性能检验时裂缝宽度、挠度
式中:W4为电杆换算截面弹性抵抗矩,mm2;k
不合格,电杆在运行中环向裂缝宽度超标。本文对为混凝土轴心抗拉强度标准值,Nmm2;M。为电杆
钢筋混凝土电杄的抗裂强度、最大裂缝宽度的设计验算截面的开裂弯矩(抗裂强度),N·mm;n1n2分别
计算方法及公式进行了归纳整理;列举实例演示计为电杆的内外半径,mm;Ao为电杆换算截面面积
算,并提出了提高抗裂强度和减小裂缝宽度的控制m2;As为纵向普通钢筋截面面积,mm2;A为电杆
方法
验算截面面积,mm2;y为电杄的截面抵抗矩塑性影
1设计依据及计算公式
响系数,y=(0.7+60r2)Ym,当r2<20omm时,取r2=
CB50010-2010《混凝土结构设计规范》中根据200m;当n2>800mm时,取r2=-800mm;ym为截面抵
钢筋混凝土和预应力混凝土结构的不同要求,分别抗矩塑性影响系数基本值,对于环形截面yn=1.6
采用裂缝宽度控制和抗裂安全系数控制。对钢筋混0.24r1/r2;cg为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的
凝土构件(露天结构)规定,不论在荷载短期效应还比值
是荷载长期效应组合作用下,其正截面计算最大裂1.2在荷载的短期效应组合作用下,钢筋混凝土电
缝宽度都不得超过0.2mm,与GB/T4623-2006《环杆最大裂缝宽度的计算方法
形混凝土电杆》中钢筋混凝土电杆在开裂检验弯矩
2005)M-Ma
作用下最大裂缝宽度不得超过0.2mm规定一致。
SESTS
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2015年第1期
混凝士与水泥制品
总第225期
式中:8nm为短期荷载作用下的最大裂缝宽度
A=16×3.14×72=2461mm
mm;Ms为按荷载的短期效应组合计算的验算截面
A0=A+(Q-1)A
处的弯矩,N?mm;S为螺旋筋间距,mm,当S<
=48042+(6.15-1)x2461=6.07x10mm
100mm时,取S=100mm;rs为纵向普通钢筋所在园
Wa=(r12+r2)xAo/(42)
的半径,mm;Es为钢筋的弹性模量,Nmm2;为与纵
=(1282+1782)x
6.07×104
4x178
4.1x10%mm
向受力钢筋表面特征有关的系数,变形钢筋ル=0.7,
光面钢筋-1.0。
=(0.7+60r2)x(1.6-0.24r/h2)
1.3在长期荷载效应组合作用下,钢筋混凝土电杆
(0.7+60/200)×(1.6-0.24x128/178)-1.43
最大裂缝宽度的计算方法
M=y/faW4=1.43x2.39×4.1×10=14.01×109N·mm
8o=15x(2004S)-AM=Mcp
(4)短期荷载组合作用下的最大裂缝宽度按(4)
Ase
式计算:
式中:8m为长期荷载作用下的最大裂缝宽度
8n=(200+S)n-
ML为按荷载长期效应组合计算的验算截面处
A SEE
的弯矩,N·mm。
=(200100-(57-1401X109xo7
2461x2.0x105x154
2工程应用设计实例
0.12mm<0.2mm,故满足要求。
2.1例1
(5)长期荷载效应组合作用下的最大裂缝宽度
2.1.1线路设计条件
按(5)式计算
10kV双回路直线杆,导线 JKLYJ-240,水平档
距50m,呼高11.6m,选用190mmx15m钢筋混凝
6nm=1.5X(200+S)、M-Ma-v
A se
土电杆,锥度175,埋深2.5m。气象条件:最大风速
=1.5×(200+100)
1.98-14.01)x1°
30m/s,最大覆冰5mm,最高气温40℃,最低气温
2461x,0x10x1540.2
20℃,进行电杆的配筋结构设计。
<0<0.2mm,故满足要求。
2.1.2设计基本参数
2.2例2
(1)电杆埋深处外半径2=178mm,壁厚50m,2.2.1线路设计条件
内半径n1=128mm,埋深处电杆截面面积A=3.14
10kV单回路终端杆,导线 JKLYJ240,水平档距