Tải trọng cơ giới tỏc dụng lờn cột phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt ủộ, tốc ủộ giú, chiều cao cột…và việc tính toán chính xác là hết sức khó khăn. Các tải trọng gồm có tải trọng nằm ngang là giú lờn cột, giú lờn dõy và sức căng dõy; tải trọng thẳng ủứng gồm cú trọng lượng cột, dõy dẫn, xà, sứ và tải trọng xõy lắp. Theo quy ủịnh người ta chia ra tải trọng làm 3 loại:
- Tải trọng lõu dài: gồm trọng lượng cột, xà, sứ, dõy dẫn, lực căng dõy ở nhiệt ủộ trung bình
- Tải trọng ngắn hạn: gồm áp lực gió lên dây, gió lên cột, tải trọng xây lắp.
- Tải trọng ủặc biệt: xuất hiện khi ủứt dõy.
Áp lực giú lờn cột cú diện tớch S xỏc ủịnh theo cụng thức:
Pgc = 981 16
, αK .Cx . V2. S .10-3 = 0,613 αK .Cx . V2. S 10-3 ( N ) ( 9-4 ) αK - là hệ số khụng ủều của giú cho trong bảng ( 8-4 );
Cx - là hệ số khớ ủộng học của giú;
Với cột phẳng: Cx = 1,5; cột tròn D ≥ 15 cm: Cx = 0,7; cột thép Cx = 1,8 - 3 Diện tớch chịu giú của cột xỏc ủịnh:
S = 0,5.(b1 + b2).HK (m2 ) ( 9-5 ) Trong ủú: b1, b2 - là chiều rộng ( hay ủường kớnh ) ủỉnh cột và chõn cột ( m ).
Tải trọng gió lên dây trong một khoảng vượt là:
Pgd = 0,613. αK .Cx . k V2. d. l . sinϕ .10-3 ( N ) ( 9-6 ) d - là ủường kớnh dõy dẫn.
ϕ - là góc giữa hướng gió và tuyến dây ( thường lấy ϕ = 900 ).
Lực căng của dây dẫn và dây chống sét tính theo biểu thức:
T = σ.F (N) ( 9-7 )
Tải trọng xây lắp, bao gồm trọng lượng người và thiết bị khi thi công, nó phụ thuộc vào từng loại ủường dõy, trong tớnh toỏn thường lấy thờm bằng 10%.
9.2.2. Mômen tính toán tác dụng lên cột tại các mặt cắt nguy hiểm
Tiết diện nguy hiểm của cột khi chịu lực uốn là ở mặt cắt sỏt ủất và tiết diện nguy hiểm khi chịu xoắn là tại vị trớ bắt xà. Ta tiến hành tớnh toỏn cỏc mụ men ngoại lực ủối với cỏc vị trớ này.
Mô men uốn của cột
- Mụmen uốn do ỏp lực của giú tỏc dụng lờn 1 dõy dẫn trong khoảng vượt ủối với mặt cắt sỏt ủất là:
Mgd = Pgd.h = 0,613. αK .Cx . k. V2. d. l . h .10-3 ( Nm ) ( 9-8 ) h - là chiều cao treo dõy ( từ mặt ủất ủến chỗ buộc dõy vào sứ ).
Khi ủường dõy cú 3 dõy: MgdΣ = Pgd.(h1 + h2 +h3) - Mômen uốn do áp lực gió lên cột:
Mgc = Pgc.ht = 0,613.αK .Cx . V2. S. ht .10-3 ( Nm) ( 9-9 ) ht - là chiều cao trọng tõm ủiểm ủặt ỏp lực giú lờn cột so với mặt ủất ủược xỏc ủịnh theo công thức:
ht =
2 1
2
2 1
3 b b
b b HK
+
+ ( 9-10 )
- Mômen uốn do sức căng của dây:
Mcd = T.h ( Nm ) ( 9-11 )
Nếu có 3 dây dẫn: McdΣ = T.(h1 + h2 +h3)
Trường hợp cú dõy chống sột thỡ phải kể ủến mụ men do ỏp lực giú tỏc ủộng lờn dõy chống sét Mgcs = Pgcs.hcs và mô men do sức căng của dây chống sét Mcdcs = Tcs.hcs
Mômen uốn do tải trọng xây lắp lấy bằng 10% của mô men tổng cộng tác dụng lên cột.
Mụ men uốn ủối với cột trung gian:
Mụ men uốn tổng cộng ủối với cột trung gian
MuΣ = (MgdΣ + Mgc).n1 ( 9-12 )
Mômen uốn tính toán có kể thêm 10% mô men xây lắp là:
Mutt = 1,1.n1. (MgdΣ + Mgc) (Nm) ( 9-13 ) trong ủú : n1 - là hệ số dự trữ, lấy n1 = 1,2.
Mụ men uốn ủối với cột gúc:
Nếu l < lth thì σmax khi θmin, ta cần tính Mutt ứng với hai trường hợp:
- Khi θmin thỡ v = 0; σmax mụ men uốn cực ủại do sức căng dõy cũn Mgd, Mgc bằng khụng.
Mutt = 1,1 n2.McdΣ ( 9-14 )
- Khi có bão vmax, tải trọng lên cột gồm gió lên dây, lên cột và sức căng dây ở θTB
Mutt = 1,1 ( n1.(MgdΣ +Mgc) + n2. McdTBΣ ) ( 9-15 ) McdTBΣ ủược xỏc ủịnh nhờ giải phương trỡnh trạng thỏi tỡm σ ở nhiệt ủộ 250 C Nếu l > lth thì σmax khi θTB và Mutt = 1,1 ( n1.(MgdΣ +Mgc) + n2. McdΣ ) ( 9-16 ) Khi tớnh cho cột gúc cần tớnh ủến gúc lệch giữa hứơng giú và tuyến dõy (sinϕ), n2 = 1,3.
n1 và n2 là cỏc hệ số dự trữ (quỏ tải) trong chế ủộ bỡnh thường và sự cố.
Mụ men uốn ủối với cột ủầu và cuối tuyến:
Nếu l < lth thì σmax khi θmin, ta cần tính Mutt ứng với hai trường hợp:
- Khi θmin thỡ v = 0; σmax mụ men uốn cực ủại do sức căng dõy cũn Mgd, Mgc bằng khụng.
Mutt = 1,1 n2.McdΣ ( 9-17 )
- Khi có bão vmax, tải trọng lên cột gồm gió lên cột và sức căng dây ở θTB
Mutt = 1,1 ( n1Mgc + n2. McdTBΣ ) ( 9-18 ) McdTBΣ ủược xỏc ủịnh nhờ giải phương trỡnh trạng thỏi tỡm σ ở nhiệt ủộ 250 C, bỏ qua Mgd
vỡ trường hợp nguy hiểm nhất ủối với cột là giú thổi dọc tuyến dõy Mgd = 0.
Nếu l > lth thì σmax khi θTB và Mutt = 1,1 ( n1. Mgc + n2. McdΣ ) ( 9-19 ) ðiều kiện ủể cột khụng bị uốn là:
Mutt ≤ Muc ( 9-20)
Mcu - là mômen chống uốn của cột.
Mô men xoắn của cột
Ta chỉ cần kiểm tra mụ men xoắn ủối với cột của ủường dõy trung ỏp vỡ lưới hạ ỏp cú 4 dõy dẫn (1 tầng dõy) hoặc 8 dõy dẫn (2 tầng dõy) nờn khi bị ủứt một dõy dẫn ngoài cựng khụng gõy nên mô men xoắn lớn cho cột.
- Mụmen xoắn tỏc dụng lờn cột khi ủứt một dõy dẫn Mxc = Tsc.X
2 ( Nm) ( 9-21 )
trong ủú: X - là chiều dài hữu hiệu của xà ( m );
Tsc - là lực căng dõy khi cú sự cố ủứt dõy về một phớa.
ðiều kiện bền chống xoắn:
Mxtt = n2Mxc ≤ Mcx ( 9-22 )
trong ủú: Mxtt - là mụmen xoắn tớnh toỏn;
Mcx - là mômen chống xoắn của cột. n2 = 1,3.