Министерство энергетики и электрификации СССР ГДАРШФШРОЕКТ Ордена Октябрьской революции .

Всесоюзный Государственный проектыо-изыскательский .и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических-сетей

" ЭНЕРГ0СЕТЬПР0Е1{Т "

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОПОР ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И РАСПРЩЖЕЛЬШХ УСТРОЙСТВ ПОДСТАНЩШ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ I КВ

РАЗДЕЛ 4 ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Одобрено научно-техническим Советом института"Энерго-сетьпроект"

'    "    :    1980    г.

№ 304Хтм-т1

Москва - 1980 г*

- II -

элементов должны быть Мрз 200 и Мрз 150 соответственно,

2.4.    Стандартными контрольными образцами, по которым определяется марка бетона по прочности на сжатие, для центрифугированных труб принимаются бетонные кубы размером 10x10x10 см, изготовленные тем же способом. Контроль прочности бетона вибрированных элементов опор и конструкций фундаментов должен производиться по указаниям главы СНиП

I-В,3-72,

Разрешается прочность центрифугированных труб контролировать по вибрированным кубам о ребром 10, 15 и 20 см при наличии установленного прямыми измерениями переходного коэффициента от прочности кубов.н прочности бетона в изде- —

Л-ИИ.

2.5.    Для напрягаемой и ненапрягаемой арматуры рекомендуется применять следующие арматурные стали.

- >

2.5.1.    В качестве напрягаемой арматуры стоек, предназначенных для эксплуатации в I и П районах по гололеду, нормируемых Правилами устройства электроустановок (ЛУЗ);

а)    преимущественно арматуру классов А-1У, A-У, Атс-У1;

б)    при соответствующем технико-экономическом обосновании - арматурные канаты классов К-7 и K-I9.

2.5.2.    В качестве напрягаемой арматуры стоек, предназначенных для эксплуатации в Ш, 1У и особом районах по гололеду, преимущественно арматуру классов К-?, К—19 и Атс-У1.

- 12 -

ПРИМЕЧАНИЕ : Допускается применять арматуру классов A-У и А-1У, при этом число напрягаемых стержней должно быть увеличено по расчету до значения, при котором достигается требуемая жесткость,

2.5.3.    В качестве ненапрягэемой арматуры центрифугированных стоек следует применять стержневую сталь классов А-1У, A-У, Ате-Л:

а)    если напрягаемая арматура стержневая - допускается принимать одинакового с ней класса;

б)    если напрягаемая арматура канатная - в зависимости от характера работы стойки: А-У - при работе стоек на изгиб по схеме защемленной консоли, А-1У - при работе стоек на сжатие с изгибом, когда на обеспечивается эффективное использование арматуры растянутой зоны.

2.5.4.    В качестве напрягаемой арматуры железобетонных элементов опор и фундаментов, изготавливаемых вибрированием, следует преимущественно применять:

а)    стержневую горячекатанную периодического профиля классов А-1У, A-У и Атс-У1 и термически упрочненную классов Ат-1У, Ат-У, Ат-У1 - только для продольной рабочей арматуры в вязаных каркасах;

б)    допускается применять арматурные канаты классов

К-7 и K-I9 при соответствующем технико-экономическом обосно

вании

304-Itm-tI

2*5.5. В качества ненапрягаемой арматуры опор и фундаман тов из вибробатона следует применять стержневую горячека-танную арматуру периодического профиля классов А-Ш, А-1У, А-У.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если напрягаемая арматура стержневая -допускается нанапрягаемую принимать одинакового с ней класса. Если напрягаемая арматура канатная - в зависимости от характера работы элемента: А-У - при изгибе и растяжении о изгибом, А^1У - при сжатии с изгибом, когда не обеспечивается эффективное использование арматуры растянутой зоны.

2.6.    В качестве поперечной арматуры (спирали) следует применять обыкновенную арматурную проволоку класса В-1.

При обосновании расчетом допускается применять проволоку класса Вр-I, стержневую арматурную сталь гладкую и периодического профиля классов A-I, А-П.

Нормативные и расчетные характеристики

2.7.    В качестве нормативных сопротивлений бетона приняты

К - временное сопротивление сжатию кубов (кубиковая

прочность)

н

R_np- временное сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность)

Rp - временное сопротивление осевому растяжению

3041тм-т1 .    -    14-    -

Значения кубиковой и призменной прочностей в зависимости от проектной марки бетона R определяются по формулам

R^H = R (I- l.EAtf)

..........R"_np= R."(0,77 -0.0001 Я) »0,72R"

при коэффициенте изменчивости прочности для тяжелых бетонов V = 0,135

2.8.    Расчетные сопротивления бетона определяются путем деления нормативных сопротивлений на коэффициенты безопасности К^₀ (для сжатого бетона) и (для растянутого бетона). Для тяжелого,: бетона при назначении проектной марки по прочности на сжатие их.значения принимаются равными...

*«о- ^х’³5 ^Kfip - 1.5.

2.9.    В конкретных случая^, когда условия изготовления, эксплуатации и т.д. железобетонных элементов‘отличаются от нормальных, расчетные сопротивления необходимо домншать

на коэффициенты условий работы ГП^, учитываемые независимо

2.10.    Для высокопрочного тяжелого бетона марок МбОО, У700 и Ы800 на расчетное сопротивление бетона сжатию Я_п^ вводится коэффициент m_s, учитывающий особенности их

деформаций и равный соответственно 0,95; 0,925 и 0,9.

11. . .

2.11.    При проектировании предварительно напряженных железобетонных стоек, изготавливаемых центробежным способом должен учитываться коэффициент ГП_5й увеличения прочности бетона, дозревающего в условиях одноосного обжатия усилием предварительного напряжения продольной арматуры

3(Ш тм-т1

при 4    ^    б^_и    ^    6    МПа    -    1,1

при    <э_5н    ^    6    МПа    Пг_5и    =    1,15

При этом, отношение ^н/^о не должно превышать величин, указанных в табл. 6 СНиП П-21-75.

2.12.    При проектировании железобетонных стоек и фундаментов промежуточных опор, основными нагрузками на которые являются кратковременные ветровые, расчетные сопротивления бетона сжатию и растяжению должны домножаться на коэффициент условий работы m_Si= 1,1, учитывающий влияние вероятной длительности действия расчетных услбШГй условий нарастания прочности во времени.

Для стоек и фундаментов анкерно-угловых опор ВЛ при угле поворота 5° и более и всех опор ОРУ (для гибкой ошиновки и под оборудование) его" величину рекомендуется принимать равной m_s<= I.

При проектировании стоек из тяжелого бетона для северных районов с расчетной зимней температурой наружного воздуха ниже минус '40°С расчетные сопротивления И_пр и R-р должны домножаться на коэффициент ПЛ_5з= 0,9, учитывающий попеременное замораживание и оттаивание в условиях эпизодического водонасыщения. Для стоек из лолимерц^ментного бетона допускается принимать ПП₅= I.

2.13.    При расчете железобетонных конструкций опор

для гибкой ошиновки (порталов) и их фундаментов на нагрузки, возникающие при двухполюсном коротком звмыкании,

- 16

расчетные сопротивления бетонов марок М 200 и выше допускается увеличивать путем умножения на коэффициент условий работы ГП₅= I ,2,учитывающий повышение прочности бетона на сжатие при больших скоростях нагружения. В остальных случаях этот коэффициент должен приниматься ni_5v = I.

2.14.    Коэффициенты условий работы, учитывающие знакопеременный (пульсирующий) характер нагрузки m_g , снижение расчетного сопротивления бетона элементов, находящихся постоянно или эпизодически в водонасыщенном состоянии и подвергающихся периодическому замораживанию и оттаиванию при расчете железобетонных конструкций опор и фундаментов допускается принимать равными единице.

2.15.    При проектировании предварительно напряженных центрифугированных стоек слодует..у^чшывать повышение начального модуля упругости бетона вследствие обжатия его напрягаемой арматурой в раннем возрасте путем умножения значений, приведенных в табл. 18 СНиП П-21-75. на коэффициент, принимаемый по графику, приведенному на рис.1,

2.16.    Нормативные сопротивления арматуры должны приниматься в соответствии с указаниями главы СНиП П-21-75.

2.17.    Расчетные сопротивления арматуры определяются путем деления соответствующих нормативных сопротивлений на коэффициент безопасности арматуры. Значения расчетных- сопротивлений должны приниматься по табл. 22-23 главы CHMI П-21-75.

Расчетные сопротивления гладкой обыкновенной арматурной проволоки, применяемой для спирали железобетонных стоек

Рис. I. Зависимость коэффициента увеличения начального модуля упругости Сетона от оСжатия его напрягаемой арматурой.

3041тм-т1

опор, изготавливаемых центробежным опособом из батона марки по прочности на сжатие М 400 и выше допускается принимать по 2-ой строке табл. 23 СНиП П-21-75, как и для арматурной проволоки периодического профиля класса Вр-1,

2.18.    Факторы, которые могут понизить или повысить • прочность или надежность работы железобетонных конструкций учитываются при проектировании путем введения на расчетные сопротивления коэффициентов условий работы, которые могут быть меньше и больше единицы. Степень ответственности конструкций и сооружений учитывается путем деления расчетных сопротивлений на коэффициент надежности, больший единицы.

2.19.    Коэффициент условий работы    ,    учитывающий

неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения с трещиной, должен приниматься согласно указаниям п.2.29 главы СНиП П-21-75 во всех случаях кроме спирали цилиндрических,, и „конических стоек опор ВЛ и ОРУ подстанций,-работающих на изгиб с кручением, для которой его значение допускается принимать ГП_ах= I.

ПРИМЕЧАНИЕ. Это допущение не распространяется на

спираль подземной части таких стоек при их расчете на действие поперечной силы.

2.20.    В соответствии с п.3.13 главы СНиП Пт21-75 расчетные сопротивления напрягаемой арматуры допускается умножать на коэффициенты условий работы ПП_ач , учитывающий работу арматуры при напряжениях выше условного предела текучести.

•304Хтм-т1

2.21.    Концевые участки железобетонных элементов с напрягаемой продольной арматурой (концы траверс портальных опор, выполняемых из цилиндрических железобетонных труб,

к которым подвешиваются провода, верхние концы стоек, свободностоящих опор, удлиняемых посредством наращивания металлическими конструкциями, передающими значительный изгибающий момент на концевой участок и др.) должны проверяться с учетом неблагоприятных условий работы напрягаемой арматуры на длине зоны ее анкеровки (когда анкера отсутствуют) путем умножения расчетных сопротивлений на коэффициент условий работы m_ai в соответствии с требованиями табл.24 главы СНиЛ П-21-75.

2.22.    Коэффициенты условий работы, учитывающие снижение сопротивления арматуры при действии знакопеременной (пульси- .. рующей) нагрузки ГП_а1 и неблагоприятные условия работы сварных соединений при действии таких нагрузок ГП_аг , при проектировании железобетонных конструкций опор и фундаментов опор ВЛ и ОРУ подстанций допускается не учитывать.

2.23.    При расчете железобетонных конструкций опор для гибкой ошиновки и фундаментов ОРУ подстанций на динамически е воздействия, возникающие при коротких замыканиях^-, допускается увеличивать сопротивления арматуры путем их умножения на коэффициент условий работы ГП^я 1,1, учитывающий повышение физического предела текучести арматурных сталей при больших скоростях з-арружения.

- 20 -

2.24-. Значений начальных модулей упругости бетона при сжатии и растяжении и модулей упругости арматурных сталей Е_а должны приниматься по табл. 18 и 29 главы СНиП П-21-75.

3. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Основные расчетные положения

3.1.    Расчет железобетонных конструкций опор и фундаментов должен производиться в соответствии с главой СНиП П-А.10-71 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования" по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по пригодности к нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний).

Первой группой предельных состояний предусматривается:

-    расчет по прочности

-    расчет на устойчивость- _ч ¹

Вторая группа предельных состояний предусматривает:

-    расчет по деформациям и перемещениям (прогибы, углы поворота, краны),

-    расчит по образованию и раскрытию трещин.

3.2.    Расчет железобетонных элементов конструкций опор и фундаментов должен быть произведен для стадии изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

3.3.    Расчет железобетонных элементов конструкций опор и фундаментов по пучности должен производиться н1Рвоздействии расчетных нагрузок.

3041тм-т1

В разработка участвовали»

^ав.НИЛКЭС, к.т.н.

Зав.группы НЙЛКЗС

£Ю41тм~т1

3.4.    При расчета по прочности свободностоящих опор усилия в их элементах должны определяться с учетом деформированного состояния опор, соответствующего стадии предельного состояния.

3.5.    Угол поворота стоек свободностоящих опор за счет деформаций грунта основания должен определяться для

каждого рассматриваемого конкретного случая с учетом при-

*

нятого типа закрепления, действующих нагрузок, физико-ме-_ч ханических характеристик грунта и др.

При проектировании массовых (типовых, унифищрованных) конструкций свободностоящих опор ВЛ, закрепляемых в грунте путем заглубления нижней части стойки, угол наклона стойки опоры за счет деформаций грунта основания при действии горизонтальных нормативных нагрузон допускается принимать равным 0,01 рад., а его зависимость от момента на отметке поверхности грунта М ^ М_н, обусловленного действием всех нагрузок, линейной’ (М_н - момент на той же отметке, создаваемый горизонтальными нормативными нагрузками). При проектировании опор для конкретных условий величину этого угла допускается принимать равной 0,02 рад., при этом, стойка должна удовлетворять требованию прочности при угле поворота 0,02 рад.

Закрепления опор в грунте должны проектироваться таким образом, чтобы угол поворота стойки при оговоренных условиях не превышал ттзшных предельных величин.

Положение центра поворота стойки при определении ее отклонения, допускается принимать на глубине, равной 2/3

3041тм-т1

СОСТАВ "РУКОВОДСТВА"

Инв.№ №

РАЗДЕЛ I*    Общие положения .............. 3534тм-т1

РАЗДЕЛ По    Сочетания нагрузок, норматив-'

ные и расчетные нагрузки .....    353Дтм-т1

РАЗДЕЛ 3.    Стальные конструкции ......... 3534тм-т2

РАЗДЕЛ А,    Железобетонные конструкции    ...    3041тм-т1

РАЗДЕЛ 5.    Деревянные конструкции ....... 3340тм-т1

РАЗДЕЛ 6. Основания ....................    3041тм-т2

РАЗДЕЛ 7*    Свайные фундаменты............ 3041тм-т5

3041тм-т1

АННОТАЦИЯ

Раздел " Железобетонные конструкции" Руководства по проектированию опор линий электропередачи и ОРУ подстанций выше I кВ разработан в соответствии с планом типовых работ Госстроя CCCF.

Раздел разработан с учетом положений метода предельных состояний, приведенных в главах СНиП П-А. 10-71 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования" и СНиП Б-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования".

Рекомендуемые расчетные методы скорректированы с учетом экспериментально-теоретических работ, проводившихся лабораторией центрифугированных изделий Днепропетровского инженерно-строительного шститута"Вилънгасского инженерностроительного института. Куйбышевского инженерно-строительного института,НИШШа, ОГТРЭС и др.

Материалы этих работ использованы также при назначении коэффициентов условий работ и коэффициентов надежности.

При подготовке окончательной редакции учтены замечания, полученные от специализированных организаций, которым работа рассылалась для дачи отзыва.

Работа выполнена лабораторией конструкций электросетевого строительства Северо-Западного отделения.

on Qon

СОДЕРЖА НИЕ

стр.

I. Область примене нш. (Пределения.

Общие указания........... 7

2. Материалы и их нормативные и расчетные характеристики................... 10

3. Расчет железобетонных элементов........    20

4.Общие конструктивные требования........    102

5.Статический расчет свободностоящих

опор ............. '    106

Литература............................ 140

- 7 -

I» ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1.    Настоящий раздел составлен в развитие глав СНиП П-А.IO-7I, П-21-75, "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ) и распространяется на проектирование конструкций железобетонных опор и фундаментов линий электропередачи (ВЛ) и открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ) напряжением выше 1000 В с обычной и предварительно напряженной продольной арматурой.

1.2.    К железобетонным опорам ВЛ относятся все опоры, состоящие полностью из железобетонных элементов, а также опоры, основные элементы которых (стойки одностоечных опор, стойки и траверсы или только стойки портальных опор) выполнены из железобетона.

1,.3. Проектирование железобетонных конструкций, предназначенных для работы f условиях агрессивных сред и повышенной' влажности, должно вестись с учетом дополнительных требований СНиП П-28-73 по-аащим строительных-конструкций от коррозии.

I.4-. Настоящий раздал содержит, в основном, сведения, отражающие специфические особенности проектирования конструкций железобетонных опор и фундаментов ВЛ и ОРУ подстанций.

1.5. Проектирование элементов конструкций железобетонных опор из других материалов должно производиться ло указаниям соответствующих глав СНиП и настоящего Руководств!

- 8 -

1*6. Железобетонные конструкции опор и фундаментов ВЛ должны проектироваться с учетом:

а)    условий эксплоатации;

б)    экономии материалов, индустриализации и наименьшей трудоемкости изготовления, максимального_использования грузоподъемности транспортных средств, а также наименьшей трудоемкости монтажа конструкций в условиях строительства*

в)    унификации сборных конструкций заводского изготовления путем применения стандартных и типовых схем опор и конструкций фундаментов, элементов и деталей; механизированного изготовления на специализированных предприятиях*

г)    стойкости конструкций против коррозии бетона и металла;

Для выполнения этих условий рекомендуется:

а)    Применять элементы таких форм сечений (кольцевые, круглые, прямоугольные, двутавровые, коробчатые), которые при заданном характере и величинах действующих внешних нагрузок обеспечивают минимальный расход материалов и в наибольшей мере удовлетворяют перечисленным выше требованиям_а С целью более рационального использования материалов раз-меры поперечных сечений, при необходимости, должны приниматься переменными по длине элемента в соответствии с характером изменения действующих усилий*

б)    Применять для арматуры железобетонных элементов арматурные стали (табл.^х^ 19, 20, 22, 23 и приложение 3),

Таблицы, отмеченные звездочкой, см.гл.СНиП П-21-75

304-Itu-tI

которые обеспечивают требуемую надежность юс работы при наименьшей стоимости* Для продольной арматуры железобетонных стоек рекомендуется применять стержневые арматурные стали, арматурную проволоку периодического профиля и спиральные семипроволочные арматурные канаты* Целесообразность применения продольной арматуры с гладкой поверхностью должна быть подтверждена расчетом с постановкой контрольных испытаний*

Конструкции арматурных каркасов, количество напрягаемой продольной арматуры при смешанном армировании, а также величины предварительного напряжения арматуры должны приниматься с учетом схемы опоры и характера действующих нагрузок* Для опор консольного типа, устанавливаемых в сильно гололедных районах,рокомендуетоя применение более жестких железобетонных стоек, т*е* с большими величинами общего предварительного напряжения продольной арматуры*

в)    Для основных элементов железобетонных конструкций опор (стоек, траверс опор портального типа) должны, как правило, применяться цельные элементы (без стыков),

В тех случаях, когда применение стыков вызывается необходимостью, количество их следует сокращать "д<Гминимума, Конструкции стыков должны обеспечивать простоту сборки и монтажа опор в условиях строительства,

г)    Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.

-10-

1,7. На чортежах конструкций должны приводиться все та данные, которые позволяют осуществить их изготовление, перевозку и монтаж (марка бетона и арматурной стали, величина общего предварительного натяжения арматуры, указания по изготовлению арматурного каркаса и т.д.)

2. МАТЕРИАЛЫ И ИХ НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1.    Материалы для железобетонных элементов опор и фундаментов должны применяться в соответствии с рекомендациями и требованиями гл.СНиП П-21-75 и настоящего Руководства.

2.2.    Для стоек и траверс железобетонных опор должен применяться тяжелый бетон марки по прочности на осевое сжатио - центрифугированных М 400 и выше, вибрировонных МЗОО и выше. Для конструкций сборных фундаментов (поднож-ники, призматические сваи, анкорпые и опорные плиты, ригели и др.сборные элементы) - бетон по прочности на осевое сжатие 1,1200 и выше.

2.3.    Марка бетона по морозостойкости для всех железобетонных элементов опор ВЛ и ОРУ напряжением 35 кВ и выше, а также фундаментов для этих опор, предназначенных для районов о расчетной зимней температурой наружного воздуха выше минус 40°С, должна приниматься не ниже Мрз 150,

а для опор и фундаментов ВЛ и ОРУ напряжением ниже 35 KBit е нижа Мрз 100. Дли районов с наружной зимней трмпора-туроЛ-миже минус 40°С марки по морозостойкости для этих