变电站钢构架结构建模计算及分析

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1、变电站钢构架结构建模计算及分析王一宇广东省输变电工程公司摘要：在变电站的整体构建中，钢结构占据着一定的比例，主要是因为钢结构的强度、韧性度较好，是0前变电站建设中应用最广泛的建筑材料之一。钢结构在变电站的整体结构内占据较大的比例，与混凝土结构相比，钢结构的强度较高、初度较强，具有较好的稳定性，通过使用3D3S对某220kV变电站构架强度、刚度、稳定性进行分析，展开了建模计算。关键词：变电站;钢构架;建模计算;屮间构架;通过使用3D3S软件对变电站钢构架进行建模计算，与平面计算相比较，3D3S的计算可靠性更高，得到的计算数据也更加精准。本文主要以220kV变电站为例，依据国家

2、和关设计规范的要求，对220kV的构架进行建模计算。1空间模型建立结合实际情况，目前，我国的杆构架布置主要分为转角构架、中间构架，即便是同类型的钢构架，荷载情况不同，构架的计算受力也有所不同，使用3D3S软件建模的三维模型如图1所示。图1终端构架、中间构架三维软件分析示意图下载原图图2计算结果示意图下载原图1.2材料的特点本文变电所角钢构架的型号为Q235-B，其余部位构件钢材的型号为Q345-B，密度为密度P=7855.00kg/m,弹性模型量为206500.00N/mm（系统内用字母E表示），泊松比为0.35（系统内用字母V表示）.1.3计算重点在进行模型计算时，需要将

3、人形钢柱的横杆、弦杆考虑在内，端撑和边柱之间的横杆、钢梁上的腹杆均要考虑在内。在人形钢柱双向受弯时，不同方向的最大拉力之间没有重合点，因此，不需要进行代数相加计算。根据钢结构验算双向拉弯的强度、稳定性时，两个方向存在最大的拉力重合点。2变电站荷载分析2.1钢构架受力分析作用在杆构架上的荷载主要包括：（1）导线、地线、避雷线之间的拉力；（2）导线、避雷线、地线、绝缘子的质量等；（3）导线、避雷线、绝缘子、地线在风中承受的压力；（4）钢构架需要承受的风压、杆构架自身额定重力；（5）地震、台风等外界因素带来的荷载；（6）开展安装、检修工作时，施工人员、施工机械的质量，需要结合工程

4、的实际情况进行。2.2基本荷载分析基木荷载指的是终端构架、中间构架，详细阐述如下。2.2.1终端构架的荷载构架的质量;大风天气下，计算导线的张力、地线的张力、导线和地线的侧向风压、异线和地线的垂直荷载、构架的风压；安装条件下需耍计算异线和地线的张力、导线和地线的垂直荷载、横梁的附加荷载。2.2.2中间构架荷载构架、绝缘子的质量;在大风环境下计算导线和地线的张力、地线的侧向风压、导线和地线的垂直荷载、构架的风压;安装条件下需要计算导线和地线的张力、异线和地线的垂直荷载、横梁的附加荷载。将平行衡量设置用X表示，垂直横梁用Z表示，垂直荷载为Y，地线偏角为a，在进行导地线张力、亟直

5、荷载计算时,假设导地线侧向风压为风速为20m/s大风风速为30m/s,则大风的荷载Fx=（20/30）2p=16P.3计算结果分析根据相关规定，经过3D3S处理的钢构架强度、刚度、稳定性进行了检验，采取比值的形式代表检验结果，构建的局部稳定性，釆取人工判断方式（程序的应力比为各项应力的最大数值）构架的应力计算结果如图2所示。通过分析数值发现，小于规范的最大应力比值时，即便是在变形的状态下，钢部分横梁的跨度也分别为44.391mm、44.152mm,均在规定的范围内，符合设计规定。4结束语综上所述，本文主要应用的是3D3S软件对220kV的变电所钢构架进行了详细分析。同时，展

6、开了空间钢构架建模计算，在计算结果的基础上进行了钢构架设计。在3D3S软件分析的基础上，进行了变电站钢构架建模设计，能够提升钢构架的强度，确保在使用过程屮钢构架的强度、刚度、变形均满足相关要求。参考文献[1]王志慧.高强钢在大型变电站联合构架的应用分析[D].兰州：兰州理工大学，2014.[2]姚远东.钢管混凝土750kV变电构架的优化设计及应用研究[D].西安:西安建筑科技大学，2016.