Calcul mecanic LEA JT
ANEXA 1
CALCULUL MECANIC DE REZISTENTA AL STALPULUI TERMINAL JT de pe str. Libelulei Se va veri!a pri" !al!ul re#iste"ta stalpil$r ter%i"ali la s$li!itarile s$li!itarile pr$prii si e&ter"e ale li"iei de JT de pe strada Libelulei Datele de intrare sunt urmatoarele:
Reteaua 't de pe str. Libelulei este !$"struita pe stalpi de bet$" vibrat tip SE ( si SE 1) Strada are $ lu"*i%e de apr$&. ++)% Datele panoului studiat sunt: Nr. Nr. crt. crt . 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15
deschidere denivelar a ea cos f 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 35 0 60 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
!inia este veche si a "ost dimensionata si calculata con"orm prescriptiei D.#.#. 4$ 67. %on"orm acestei prescriptii calculul mecanic se e"ectuea&a e "ectuea&a considerand cele mai de"avora'ile date care apar o data la &ece ani. Datele sunt pre&entate in ta'elul de mai (os
%onditiile de calcul )ant eiunea
)ite&a vantului la inaltimea de 30m *m+s, 35
-resiunea dinamica a vantului la inaltimea de la supra"ata solului in m */"+mp, 30 30$50 50$75 70$100 76.5 107 130 145
Calcul mecanic LEA JT
eiunea eiunea maim -este 1000m eiunea )ant eiunea simultan eiunea cu chiciura -este 1000m
30 27 40 20 15 13 20
56 45.5 100 25 14 10.5 25
78.5 63.5 140 35 1.5 14.5 35
5 77.5 170 42.5 24 18 42.5
107 86.5 10 47.5 26.5 20 47.5
ucurestiul este situat in reiunea con"orm acestui normativ. %on"orm -# 106+2003 a'el 1 conditiile de calcul pentru ucuresti sunt urmatoarele:
ona meteo
-resiunea dinamica de 'a&a p )ant maim )ant maim simultan cu nesimultan cu chiciura chiciura pv9 pvch9 daN+mp daN+mp (, 1+
ltitudinea m <800
;rosimea stratului de chiciura mm ,,
%aracteristicile conductorului =l$l 546mmp sunt urmatoarele:
Se!-iu"ea rea1 a !$"du!t$rului e!/ivale"t >c ? >al >ol ? 48.28.04?56.24
mm29
unde : >al $ sec@iunea pAr@ii de aluminiu B >ol $ sec@iunea pAr@ii de o@el
M$dulul de elasti!itate a !$"du!t$rului e!/ivale"t Ec
=
E al ⋅ Sal + E ol ⋅ Sol Sc
?
daN+mm29
unde : #al ? 5500 daN+mm2
C modulul de elasticitate aluminiu
#ol ?1600 daN+mm2
C modulul de elasticitate o@el
E c
= 5500 ⋅ 48,2 + 19600 ⋅ 8,04 = 7515.72 56.24
dilatare 1i"iar a !$"du!t$rului
daN+mm29
C$e!ie"t
de
Calcul mecanic LEA JT
αc =
α al ⋅ E al ⋅ S al + α ol ⋅ E ol ⋅ Sol
0%$1 9
E al ⋅ Sal + E ol ⋅ S ol
unde : $ coefcient de dilatare termicA aluminiu En 0%$1 9 B
αal
αol $ coefcient de dilatare termicA o@el En 0%$1 9 . α c =
0,000023 ⋅ 5500 ⋅ 48,2 + 0,000011 ⋅ 19600 ⋅ 8,04 5500 ⋅ 48,2 + 19600 ⋅ 8,04
=
0,0000185
0%$1 9
%aracteristici conductor
St$tal
Dia%etr ul
0$r-a de rupere !al!ulat
M$dul de elasti!itat e
mm2
mm
daN
daN+mm2
562 4
6
17112
751572
C$"du!t$r
=l$l 54.6mmp
C$e. de dilatare li"iar
Masa "e*resat
%$1
daN+m
0000018
015
0
!a calculul Fi dimensionarea elementelor componente ale !# se vor lua En considerare urmAtoarele rupAri ale EncArcArilor datorate "actorilor climato$meteoroloici ca ipote&e de EncArcare : 9 temperatura de "ormare a chiciurii vGnt simultan cu chiciurA Fi depuneri de chiciurA pe elementele componente ale liniei
Deter%i"area 2"!r!ril$r u"itare "$r%ate 3"!r!ri u"itare "$r%ate dat$rate %asel$r pr$prii 4i a depu"eril$r de !/i!iur. HncArcArile unitare provenite din masa conductoarelor Fi a depunerilor de chiciurA se determinA dupA cum urmea&A :
5reutatea pr$prie a !$"du!t$rului 6
1n9 ? c ? 1.1
daN+m9
En care : c $ masa unitarA a conductorului En daN+m9
5reutatea !/i!iurii 6 2n9 ? 314 ' dc 'ch9 γ ch 0001? 0.64608
•
•
•
•
daN+m9
Calcul mecanic LEA JT
En care :
dc
$ diametrul conductorului En mm9 B
'ch
$ rosimea stratului de chiciurA En mm9 B
γ ch
$ reutatea specifcA a chiciurii En daN+dm39.
5reutatea !$"du!t$rului a!$perit !u !/i!iur
3n9 ? 1n9 2n9 ?2.874608
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 "ea!$perit !u !/i!iur $4, n#
= C "c ⋅ β c ⋅ p ! ma% ⋅ d c ⋅ 0,001
? 0.48384
daN+m9 En care : $ coefcient de ra"alA Fi neuni"ormitate al vite&ei vGntului diarama 3.19 B βc
%tc $ coefcient de re&isten@A "rontalA coefcient aerodinamic9 al conductorului ta'.4.19
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 a!$perit !u !/i!iur 9 2" re*i% "$r%al de u"!-i$"are $5, n# = C "c ⋅ β c ⋅ p ! c& ⋅ d ⋅ 0,001 ? 1.870848
daN+m9 d
= $d c + 2 ⋅ ' c& #
unde : 'ch $ rosimea stratului de chiciurA En mm9
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 a!$perit !u !/i!iur 9 2" re*i% de avarie γ $8, n# = a ⋅ C "c ⋅ β c ⋅ p ! c& ⋅ d ⋅ 0,001 ? 1.583 γ n
daN+m9 En care : γ na I coefcien@i par@iali de siuran@A
Calcul mecanic LEA JT
)alorile coefcientului aerodinamic % tc
Ct!
Speci(ica)ia
JArA chiciurA
Diametrul conductorului ≥ 20 mm
110
Diametrul conductorului < 20 mm
1 20
%u chiciurA indi"erent de diametrul conductorului
1 20
Încărcări unitare normate cumulate ‚datorate maselor proprii, a depunerilor de chiciură şi a vitezei vântu1ui.
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r $6, n# $21, n # $24, n # ? 1.7 daN+m9 =
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului a!$perit !u !/i!iur 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r 9 2" re*i% "$r%al de u"!-i$"are $7, n#
+
$23, n #
=
+
$25, n #
? 3.430
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului a!$perit !u !/i!iur 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r 9 2" re*i% de avarie $9, n# $23, n # $28, n # ? 3.282 daN+m9 =
+
Încărcări unitare de calcul
HncArcArile unitare de calcul se o'@in prin Enmul@irea EncArcArilor unitare normate cu coefcientul EncArcArii con"orm ta'.5.1.9
5reutatea pr$prie a !$"du!t$rului 1c9
?
1n9
•
11
daN+m9
5reutatea !/i!iurii 2c9 ? 2n9 18 ? 1.736 •
daN+m9
daN+m9
5reutatea !$"du!t$rului a!$perit !u !/i!iur 3c9 ? 1c9 2c9 ? 3.837
?
2.101
Calcul mecanic LEA JT
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 "ea!$perit !u !/i!iur 4c9 ? 4n9 13 ? 0.62 •
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 a!$perit !u !/i!iura 9 2" re*i% "$r%al de u"!-i$"are 5c9 ? 5n9 13 ? 2.4321024 •
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r $6,c#
=
g $21,c #
+
g $24 ,c #
? 2.13
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r $7, c#
=
$23, c #
+
? 4.543
2 $5, c #
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" presiu"ea v7"tului pe !$"du!t$r8 a!$perit !u !/i!iur 9 2" re*i% de avarie $ 8,c #
= γ n ⋅ C "c ⋅ β c ⋅ p ! ⋅ $d c + 2 ⋅ ' c& # ⋅ 0,001 = γ n ⋅ $5,n # c&
daN+m9 g $ 8,c #
=
2.0580
daN+m9
3"!r!ri re#ultate di" a!-iu"ea si%ulta" a *reut-ii !$"du!t$rului a!$perit !u !/i!iur 4i a presiu"ii v7"tului pe !$"du!t$r 92" re*i% de avarie $9, c#
=
$23, c #
$9,c#
=
4.354
+
$28, c#
daN+m9 daN+m9
3"!r!ri spe!i!e "$r%ate 4i de !al!ul HncArcArile specifce normate Fi de calcul se o'@in din EncArcArile unitare normate Fi de calcul EmpAr@ite la sec@iunea realA a conductorului.
Calcul mecanic LEA JT
3"!r!ri spe!i!e "$r%ate γ $1,n #
=
γ $ 2 ,n #
=
γ $ 3,n #
=
γ $ 4 ,n #
=
γ $ 5,n #
=
γ $ 6 ,n #
=
γ $ 7,n #
=
γ $ 8,n #
=
γ $ 9 ,n #
=
g $1,n # S c
= 0.03393
daN+m
•
= 0.01713
daN+m
•
= 0.05106
daN+m
•
= 0.00859
daN+m mm29
= 0.03323
daN+m
mm29 g $ 2,n # S c
mm29 g $ 3,n # S c
mm29 g $ 4,n # S c g $ 5,n # S c
•
•
mm29 g $ 6,n # S c g $ 7,n # S c
= 0.035
daN+m mm29 •
= 0.06092
daN+m
•
= 0.02812
daN+m
•
= 0.05829
daN+m
•
= 0.03732
daN+m
•
= 0.03084
daN+m
•
mm29 g $1,n # S c
mm29 g $ 9,n # S c
mm29
3"!r!ri spe!i!e de !al!ul γ $1,c #
=
γ $ 2,c #
=
g $1,c # S c
mm29
mm29
g $ 2,c # S c
Calcul mecanic LEA JT
γ $ 3,c #
=
γ $ 4 ,c #
=
γ $ 5,c #
=
γ $ 6,c #
=
γ $ 7,c #
=
γ $ 8,c #
=
γ $ 9 ,c #
=
g $ 3,c # S c
= 0.06816
daN+m
•
= 0.01117
daN+m
•
mm29 g $ 4,c # S c
mm29 g $ 5,c # S c g $ 6,c # S c
= 0.0432
daN+m mm29 •
= 0.03895
daN+m
•
= 0.08069
daN+m
•
= 0.03655
daN+m
•
mm29 g $ 7,c # S c
mm29 g $1,c # S c
mm29 g $ 9,c # S c
= 0.07734
daN+m mm29 •
I"!ar!arile t$tale pr$ve"ite di" a!tiu"ea va"tului pe e!are ele%e"t6 a9 ncarcarile provenite din actiunea vantului pe conductoare Jc actionand normal pe aul conductoarelor: 2 Fc = g vc • a v • *in γ = 24.192 daN9 '9 ncarcarile provenite din actiunea vantului pe cleme Ji&: Fiz = g viz • Aiz = 0.221616 daN9 c9 ncarcarile provenite din actiunea vantului pe stalpi Jst: Fst = g vst • Ast = 142.758 daN9
Momentul mecanic dat de incarcarile din vint orizontale ale conductoarelor la incastrare stalp este : M inc.vint cond. = Σ(i=1…n) Fn.c.i * hcond.i, unde :
n – nr. de conductoare Fn.c.i – incarcarea de calcul orizontala in ipoteza !m" hcond.i – inaltimea de prindere a conductorului pe stalp.
Calcul mecanic LEA JT
M inc.vint cond. =#$%.#& da'm Momentul mecanic la incastrare stalp (M inc.vint.st) dat de ortele orizontale din vant pe stalp in ipoteza vant maim si vant cu chiciura este: Minc.vint.st = Fst. c..i * +.st unde:
(da'm),
Fst.c orta orizontala data de vant pe stalp (da').
Minc.vint.st =11-&.
(da'm)
I"!ar!arile dat$rate %asel$r pr$prii si a depu"eril$r de !/i!iura6 a9 ncarcari provenite din masa conductoarelor si a depunerilor de chiciura: • -entru conductoare neacoperite cu chiciura ;c Gc
= g 1 • a g = 114.6
-entru conductoare acoperite cu chiciura ;c.ch
• Gc. ch
=
daN9
g 3
•
a g
=
230.23
daN9
'9 ncarcari provenite din masa lanturilor de i&olatoare si a depunerilor de chiciura: • -entru lanturi de i&olatoare neacoperite de chiciura ;i& ;i&? 5.6
daN9 -entru lanturi de i&olatoare acoperite de chiciura ;i&.ch
•
;i&.ch? 1.1
• ;i& ? 6.16
daN9
c9 ncarcari provenite din masa stalpilor si a depunerilor de chiciura: -entru stalpi neacoperiti cu chiciura ;st
• G st
=
745 •
G st . ch
==
daN9 -entru stalpi acoperiti cu chiciura ;st
1.1 • G st
=
820
daN9
Momentul mecanic la incastrare stalp (M inc.m.cond ) dat de ortele orizontale din +reutatea conductorului in ipoteza vant maim si vant cu chiciura este: Minc.m.cond. = /c. ch * +.st unde:
(da'm),
/c.ch – incarcare masa cond.0hiciura (da').
M inc.m.cond. =$2
3
(da'm)
Calcul mecanic LEA JT
I"!ar!arile dat$rate tra!tiu"ii di" !$"du!t$are6 ncarcarile unitare provenite din tractiunea din conductoare p0 se calculea&a pe 'a&a sectiunii reale a conductoarelor si a tractiunii ori&ontale unitare din conductoare corespun&atoare temperaturii si incarcarilor normate date de masa proprie si suprasarcinile eterioare. ncarcarile datorate tractiunii din conductoare se aplica in punctul de prindere al lantului de i&olatoare de stalp si se considera ca actionea&a ori&ontal in directia conductoarelor. rac@iunea ori&ontalA de calcul se determinA cu a(utorul rela@iei : p o2, m
& 2 a 2 ⋅ γ c2, m ⋅ 2 + 2 − p o, m ⋅ ( 2 ⋅ p m − & ⋅ γ c, m ) + =0 4 a
deci trac@iunea ori&ontalA de calcul este rAdAcina ecua@iei de radul Fi este datA de rela@ia : p o, m
=
( 2 ⋅ p m − & ⋅ γ c, m ) + ( 2 ⋅ p m − & ⋅ γ c, m ) 2 − (( & a ) 2 + 2 ) ⋅ a 2 ⋅ γ c2, m 2 ⋅ ( ( & a ) + 2)
Hn ca&ul En care denivelarea / este &ero avem : p o , m
=
p m
( p 2m − 0,5 ⋅ a 2 ⋅ γ c2, m )
+
2
Hn continuare este necesar sA sta'ilim starea criticA starea care va dimensiona9 pentru conductor -entru dimensionare se considerA starea de suprasarcinA maimA $5°chv9 ca starea 1 starea de temperaturA minimA $30 °%9 ca starea 2 Fi starea de temperaturA medie Fi vi'ra@ii ca starea 3. rela@ia :
e&isten@a de rupere calculatA a conductorului prc este datA de
p rc
= 0,95 ⋅ σ = 28.365 r
daN+mm29
S c
-rin calcul se urmAreFte ca re&isten@a mecanicA de calcul sA nu fe depAFitA cu mai mult de 5K En punctele de prindere ale conductorului En cleme la di"erite stAri de dimensionare . >e vor verifca urmAtoarele stAri critice : pma$5°chv9 ? 07 prc •
starea 1
? 07 28365 ? 185 •
pma$30°9 ? 05 prc •
daN+mm29
Calcul mecanic LEA JT
starea 2
? 05 28365 ? 14182 •
daN+mm 29
pma15°9 ? 025 prc •
starea 3
? 025 28365 ? 70 •
daN+mm 29
Hn continuare se calculea&A trac@iunea ori&ontalA minimA de calcul En fecare deschidere ast"el : p o2,1
2 2 & 2 a ⋅ γ c,1 ⋅ 2 + 2 − p o,1 ⋅ ( 2 ⋅ p1 − & ⋅ γ c,1 ) + =0 4 a
rac@iunea ori&ontalA de calcul En panou
Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15
deschidere denivelar ractiune a ea a 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 35 0 8.14 60 0 8.14
Momentul mecanic incovoietor la incastrare stalp dat de tractiunea din conductoare pe stalpi este: M inc.tract.cond. = 4rez.i * hcond.i , unde: hcond.i – inaltimea de prindere a conductorului pe stalp 4rez.i – tractiunea orizontala in conductor in ipoteza !m" M inc.tract.cond =-%%%.%$ da'm
Calcul mecanic LEA JT
Pe"tru veri!area di%e"si$"ari stalpil$r ter%i"ali se va !$"sidera ip$te#a i" !are ave% va"t %a&i% perpe"di!ular pe li"ie8 si%ulta" !u depu"ere de !/i!iura. Astel %$%e"tul i"!$v$iet$r t$tal la ba#a stalpului va 6 Mt$tal: M inc.vint cond +Minc.vint.st +M inc.m.cond +M inc.tract.cond Mt$tal: 725+1136.58+240+3555.52=5657.10 daNm Concluzie !e recomanda montarea unui stal" !C 10005 in ca"atul strazii in locul stal"ului nr. 14.
5roiectant,
6e 5roiect,
