Ce este o coloană cu zăbrele de oțel?
O coloană cu zăbrele din oțel este un element structural ușor, care suportă sarcina-, construit din elemente subțiri din oțel, cum ar fi unghiuri, canale sau secțiuni goale, interconectate prin bare de șireturi sau plăci de șipci într-un aranjament triunghiular sau pătrat. Coardele principale suportă sarcina axială, în timp ce elementele de bandă distribuie forțele interne între coarde, astfel încât coloana acționează ca un singur element monolitic. Deoarece cadrul deschis menține materialul departe de centroid, o coloană cu zăbrele atinge o rază mare de rotație și o rezistență mare la flambaj cu oțel substanțial mai puțin decât o coloană cu secțiune solidă cu capacitate de încărcare egală.
De ce sunt folosite coloanele cu zăbrele pentru turnurile de transmisie
Liniile aeriene de transmisie se bazează pe turnuri care sunt puternice, ușoare și economice pentru a fi ridicate pe teren îndepărtat. Geometria rețelei deschise răspunde tuturor celor trei cerințe:
Permeabilitatea vântului: raportul de soliditate scăzut al zăbrelei permite trecerea vântului prin structură, reducând coeficientul de rezistență față de o secțiune solidă și scăzând momentul de răsturnare pe baza turnului.
Eficiența materialului: forțele sunt susținute de coarde și diagonale în tensiune sau compresie directă, astfel încât fermecata suportă sarcini mari cu un tonaj minim de oțel, ceea ce reduce și cerințele de fundație.
Logistică și montaj: membrii sunt-fabricați în atelier, galvanizati la cald-și asamblați la fața locului cu conexiuni cu șuruburi de-înaltă rezistență, evitând sudarea grea pe teren și permițând transportul pachetelor ușoare către locuri dificile.
Aceleași principii structurale se aplică pe toată gama de tensiuni, de la liniile de distribuție până la sistemele de transmisie de ultra{0}}înaltă-tensiune și până la turnurile de telecomunicații unde înălțimea, sarcina utilă și performanța vântului sunt factorii determinanți.
Aplicații pentru clasele de tensiune
| Clasa de tensiune | Structura tipică | Note de proiectare |
|---|---|---|
| Distribuție (sub 110 kV) | Turnuri cu zăbrele cu circuit simplu-sau dublu-, structuri cu cadru H- | Unghiuri ușoare, înălțimi moderate, fundații simple |
| Înaltă tensiune (110 kV - 220 kV) | Turnuri cu zăbrele autoportante | Elemente galvanizate la cald-, ansamblu cu șuruburi, încărcături de gheață și vânt conform codului local |
| Tensiune foarte-înaltă (330 kV - 750 kV) | Turnuri mari cu zăbrele cu patru-picioare, cu brațe-încrucișate | Încărcări mai mari ale coardelor, plăci de gusset grele, toleranțe de fabricație mai stricte |
| Tensiune ultra-(750 kV și peste) | Turnuri foarte înalte cu patru-picioare, turnuri înclinate pentru traversări speciale | Reglarea prin tensiunea conductorului și deschiderile lungi; oboseala si vibratiile luate in considerare la conexiuni |
Considerații de proiectare pentru coloanele turnului de transmisie
Sarcini de proiectare: sarcinile conductoarelor, sarcinile vântului, sarcinile cu gheață și sarcinile de întreținere trebuie combinate conform codului de guvernare, cum ar fi ASCE 10 pentru structurile de transmisie din oțel cu zăbrele, IEC 60826 pentru criteriile de proiectare ale liniilor aeriene, EN 50341-1 pentru liniile electrice aeriene sau GB 50545 pentru proiectele chineze.
Calitatea de oțel: clasele comune includ S235 și S355 la EN 10025-2, Q235B și Q355B la GB/T 1591 și ASTM A36 sau A572 Grad 50. Selectarea calității echilibrează rezistența cu sudarea și disponibilitatea.
Protecție împotriva coroziunii: galvanizarea la cald-la ISO 1461 este protecția standard pentru turnurile de transmisie, deoarece protejează geometria complexă a îmbinărilor și necesită puțină întreținere de-a lungul deceniilor de funcționare.
Calitatea fabricației: tăierea elementelor, perforarea și sudarea urmează clasa de execuție definită în EN 1090-2 sau standardul de fabricație corespunzător, cu toleranțe dimensionale verificate în timpul asamblarii în atelier.
Turnul Lattice vs Turnul Monopole
| Caracteristică | Turnul cu zăbrele | Turnul monopolului |
|---|---|---|
| Forma structurală | Structură spațială de unghiuri, canale sau tuburi în aspect triunghiular sau pătrat | Stâlp de oțel poligonal unic conic |
| Capacitate de înălțime | Structuri foarte înalte realizabile; înălțime limitată în principal de fundație și logistică | Folosit de obicei pentru înălțimi mici până la medii |
| Comportamentul vântului | Cadrul deschis reduce sarcina vântului | Corp de bluff solid, cu rezistență mai mare |
| Material și erecție | Greutate mai mică a materiei prime; mai multă muncă de șuruburi pe câmp | Cost material mai mare; erecție mai rapidă pe câmp |
| Întreţinere | Inspecție regulată a îmbinărilor cu șuruburi și a acoperirii | Mai puține componente, dar secțiunea de bază necesită o protecție atentă împotriva coroziunii |
Întrebări frecvente
De ce sunt construite turnurile de transmisie ca structuri de zăbrele?Turnurile cu zăbrele ating un raport mare rezistență-la-greutate și permit trecerea vântului prin cadru, reducând sarcinile laterale. Designul deschis reduce, de asemenea, costurile materialelor și ale fundației, în comparație cu alternativele de-secțiuni solide.
Ce clase de oțel sunt folosite pentru turnurile de transmisie cu zăbrele?Clasele comune sunt S235JR și S355JR/J0/J2 la EN 10025-2, Q235B și Q355B la GB/T 1591 și ASTM A36 sau A572 Grad 50. Calitatea este selectată în funcție de forțele membrelor, grosimea și specificațiile proiectului.
Cum sunt conectați membrii turnului cu zăbrele?Membrii sunt conectați cu șuruburi de-înaltă rezistență la plăcile de gușaj sau prin sudură în magazin. Conexiunile cu șuruburi simplifică montarea, reduc dependența de vreme și fac inspecția simplă.
Pot fi folosite turnurile cu zăbrele în zone urbane sau rezidențiale?Pot, dar amprenta lor și aspectul industrial le fac mai puțin comune în zonele urbane dense, unde monopolurile sunt adesea preferate. În practică, alegerea este determinată de înălțime, sarcină, drept--și cerințele de zonă.
Ce protecție împotriva coroziunii se aplică turnurilor de transmisie?Galvanizarea la cald-la ISO 1461 este cea mai utilizată protecție. Sistemele duplex cu un strat suplimentar de vopsea sunt specificate în atmosfere agresive de coastă sau industriale.
Ce standarde de proiectare guvernează structurile de transmisie cu zăbrele?Referințele comune sunt ASCE 10, IEC 60826, EN 50341-1 și GB 50545, împreună cu standardele de fabricație precum EN 1090-2 și GB/T 2694 pentru turnuri din oțel galvanizat.