Grundkonzept der Fundamente von Strommasten
Das Fundament eines jeden Bauwerks spielt eine wichtige Rolle für die Sicherheit und die zufriedenstellende Leistung des Bauwerks, da es die mechanischen Lasten des elektrischen Übertragungssystems auf den Boden überträgt. Ein Übertragungsgebäude ohne ein solides und sicheres Fundament kann nicht die Funktionen erfüllen, für die es konzipiert wurde. Die Fundamente in verschiedenen Bodentypen müssen so gestaltet sein, dass sie den Bodenbedingungen des jeweiligen Typs entsprechen.
Zusätzlich zu den Fundamenten normaler Türme gibt es Situationen, in denen aus technisch-wirtschaftlichen Gründen spezielle Türme oder Flussüberquerungen erforderlich sind, die entweder am Ufer des Flusses, im Flussbett oder beidem liegen können. In solchen Fällen kann ein Pfahlgründung vorgesehen werden.
Art der Lasten auf dem Fundament
Die Fundamente von Türmen sind normalerweise drei Arten von Kräften ausgesetzt. Diese sind:
Druck oder nach unten gerichtete Kraft.
Zug oder Auftrieb.
Seitliche Kräfte oder Seitenkräfte in quer und längs Richtung.
Die Größe oder Grenzlasten für Fundamente sollten um 10 % höher als die entsprechenden Lasten für die entsprechenden Türme angenommen werden.
Die Grundplatte des Fundaments soll für zusätzliche Momente ausgelegt sein, die durch die Exzentrizität der Lasten entstehen.
Das zusätzliche Gewicht des Betons unterhalb der Erdoberfläche im Fundament über dem Erdgewicht und das volle Gewicht des Betons oberhalb der Erdoberfläche im Fundament und eingebettete Stahlteile sollen ebenfalls berücksichtigt werden; dies fügt zum Druck hinzu.
Bodenparameter Für die Auslegung der Fundamente sind folgende Parameter erforderlich.
Grenztragfähigkeit des Bodens.
Dichte des Bodens.
Winkel des Erdkegels.
Die oben genannten Werte stehen in einem Bodenuntersuchungsbericht zur Verfügung.
Stabilitätsanalyse des Transmissionsmastfundaments
Neben der Festigkeitsauslegung soll eine Stabilitätsanalyse des Fundaments durchgeführt werden, um die Möglichkeit von Versagen durch Kippen, Ausreißen von Stiften, Rutschen und Neigen des Fundaments usw. zu prüfen. Die folgenden primären Arten von Bodenwiderstand sollen angenommen werden, um die auf das Fundament im Boden einwirkenden Lasten zu widerstehen.
Widerstand gegen Auftrieb des Transmissionsmastfundaments
Die Auftriebslasten sollen durch das Gewicht der Erde in einem umgekehrten Kegelstumpf widerstanden werden, dessen Seiten einen Winkel bilden, der dem Berichtswinkel der Erde mit der Vertikalen im Durchschnittsboden entspricht. Die Berechnung des Erdvolumens soll gemäß dem beiliegenden Zeichnung (Abbildung 3) erfolgen. Das Gewicht des in der Erde eingebetteten Betons und das Gewicht des Betons oberhalb der Erdoberfläche sollen ebenfalls zur Widerstandsfähigkeit gegen den Auftrieb berücksichtigt werden. Falls der Kegelstumpf der Erde zweier benachbarter Beine übereinanderliegen, soll der Erdkegelstumpf durch eine vertikale Ebene abgeschnitten werden, die durch die Mittellinie des Turmsockels verläuft. Ein Überlastfaktor (OLF) von 10 % (zehn Prozent) soll über der Auslegungsbelastung berücksichtigt werden, d.h. OLF = 1,10 für Hängemast und 1,15 für Winkelmast einschließlich Totendesanker. Für spezielle Masten soll jedoch OLF 1,20 betragen.
Widerstand gegen Druckkraft des Transmissionsmastfundaments
Die folgenden Lastkombinationen sollen durch die Tragfähigkeit des Bodens widerstanden werden:
Die Druckkräfte zusammen mit dem zusätzlichen Gewicht des Betons oberhalb der Erde sollen auf der gesamten Fläche der Sohle des Fundaments wirken.
Das Moment aufgrund der Seitendrückkräfte an der Sohle des Fundaments.
Die strukturelle Auslegung der Grundplatte soll für die obige Lastenkombination entwickelt werden. Bei der Berechnung des Fußdrucks (τ) aufgrund der obigen Lastenkombination soll der zulässige Druck um 25 % erhöht werden.
Widerstand gegen Seitendrückkräfte des Transmissionsmastfundaments
Der Schornstein soll nach dem Grenzzustandsverfahren für die kombinierte Wirkung von Axialkräften, Zug und Druck sowie dem zugehörigen maximalen Biegemoment ausgestaltet werden. In diesen Berechnungen soll die Zugfestigkeit des Betons ignoriert werden.
Widerstand gegen Ausreißen des Stubs des Transmissionsmastfundaments
Ein Überlastfaktor (OLF) von 10 % (zehn Prozent) soll berücksichtigt werden, d.h. OLF = 1,10 für normale Hängemasten und 1,15 für Winkelmasten einschließlich Totendesanker. Für spezielle Masten soll OLF 1,20 betragen.
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