高杆灯基础计算书DOC.docx

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高杆灯基础计算书DOC

高杆灯基础计算书（DOC）

中杆灯支架基础计算

一、设计参数

钢筋混凝土容重：

γ砼＝25kN/m3，钢容重：

γ钢＝78.5kN/m3；

地下水位按地面以下0.5m考虑；

50年一遇风压：

0.60kN/m2；

灯具总重：

3.8吨

二、计算简图

三、荷载计算

1恒载

灯具

共设8个投光灯，均布在灯杆顶部圆盘上

G1＝3.8*10＝38kN

2活载

灯杆风荷载

灯杆半高处截面外径d=（250+560）/2=405mm

风压高度变化系数：

地面粗糙类别B类，灯杆高度H=30m，μz＝1.39

风荷载体形系数：

μzw0d2＝1.39*0.60*0.405*0.405＝0.137≥0.015，

且⊿≈0，H/d＝30/0.405＝74>25，故μs＝0.6

H2/d=30*30/0.405=2222>700

T=0.25+0.99*10-3*H2/d=2.45s>0.25s

根据规范应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

脉动分风荷载的空间相关系数确定：

根据规范，对迎风面宽度较小的高耸结构，水平方向相关系数可取ρx=1

竖直方向的相关系数

=0.8427

脉动风荷载的背景分量因子

对于迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线变化的高耸结构，应乘以修正系数

=0.447，

=1.928，

，按下表确定：

表1修正系数

z

B（z）

B（0）

θB

3

529

560

0.945

6

498

560

0.889

9

467

560

0.834

12

436

560

0.779

15

405

560

0.723

18

374

560

0.668

21

343

560

0.613

24

312

560

0.557

27

281

560

0.502

30

250

560

0.446

表2脉动风荷载的背景分量因子

z

H

k

a1

ρx

ρz

ψz

uz

Bz1

θB

θv

Bz

3

30

0.91

0.218

1

0.843

0.02

1

0.032

0.945

1.928

0.059

6

30

0.91

0.218

1

0.843

0.06

1

0.097

0.889

1.928

0.166

9

30

0.91

0.218

1

0.843

0.14

1

0.225

0.834

1.928

0.362

12

30

0.91

0.218

1

0.843

0.23

1.052

0.352

0.779

1.928

0.528

15

30

0.91

0.218

1

0.843

0.34

1.13

0.484

0.723

1.928

0.675

18

30

0.91

0.218

1

0.843

0.46

1.19

0.622

0.668

1.928

0.801

21

30

0.91

0.218

1

0.843

0.59

1.246

0.762

0.613

1.928

0.900

24

30

0.91

0.218

1

0.843

0.79

1.294

0.983

0.557

1.928

1.056

27

30

0.91

0.218

1

0.843

0.86

1.342

1.032

0.502

1.928

0.998

30

30

0.91

0.218

1

0.843

1

1.39

1.158

0.446

1.928

0.997

脉动风荷载的共振分量因子

R=2.876

z高度处的风振系数

取值见下表：

表3风振系数

取值

Bz

R

I

g

βz

0.059

2.876

0.14

2.5

1.125

0.166

2.876

0.14

2.5

1.353

0.362

2.876

0.14

2.5

1.772

0.528

2.876

0.14

2.5

2.126

0.675

2.876

0.14

2.5

2.439

0.801

2.876

0.14

2.5

2.708

0.900

2.876

0.14

2.5

2.918

1.056

2.876

0.14

2.5

3.250

0.998

2.876

0.14

2.5

3.127

0.997

2.876

0.14

2.5

3.124

z

us

uz

βz

w0

wk

直径D（m）

水平力F（kN）

作用长度L（m）

弯矩M（kN*m）

3

0.6

1

1.125

0.6

0.405

0.5445

0.662

1.5

0.992

6

0.6

1

1.353

0.6

0.487

0.5135

0.750

4.5

3.376

9

0.6

1

1.772

0.6

0.638

0.4825

0.924

7.5

6.926

12

0.6

1.052

2.126

0.6

0.805

0.4515

1.091

10.5

11.451

15

0.6

1.13

2.439

0.6

0.992

0.4205

1.252

13.5

16.900

18

0.6

1.19

2.708

0.6

1.160

0.3895

1.355

16.5

22.364

21

0.6

1.246

2.918

0.6

1.309

0.3585

1.408

19.5

27.454

24

0.6

1.294

3.250

0.6

1.514

0.3275

1.487

22.5

33.467

27

0.6

1.342

3.127

0.6

1.511

0.2965

1.344

25.5

34.266

30

0.6

1.39

3.124

0.6

1.563

0.2655

1.245

28.5

35.491

灯杆所受风荷载水平力F1=11.52KN,弯矩M1=192.69KN*m

灯具风荷载

表4灯具风荷载

w0（kN/m2）

μs

μz

βz

wk（kN/m2）

灯具面积A（m2）

水平力F2（kN）

作用长度L（m）

弯矩M（kN*m）

0.6

1.3

1.39

3.124

3.387

0.64

2.168

30

65.040

F2=2.17KN,M2=65.04KN*m

总水平力F=F1+F2=13.68KN

总弯矩M=M1+M2=257.73KN*m

总竖向力G=G1=38KN

“圆钢管柱外露刚接”节点计算书

一.节点基本资料

采用设计方法为：

常用设计

节点类型为：

圆钢管柱外露刚接

柱截面：

PIPE-560*10，材料：

Q235

柱与底板全截面采用对接焊缝，焊缝等级为：

二级，采用引弧板；

底板尺寸：

L*B=850mm×850mm，厚：

T=40mm

锚栓信息：

个数：

12

采用锚栓：

双螺母焊板锚栓库_Q235-M42

锚栓垫板尺寸（mm）：

B*T=90×20

底板下混凝土采用C40

节点前视图如下：

节点下视图如下：

二.验算结果一览

验算项数值限值结果

最大压应力（MPa）9.13最大19.1满足

受拉承载力（kN）136最大157满足

混凝土要求底板厚（mm）24.6最大40.0满足

锚栓要求底板厚（mm）17.4最大40.0满足

底板厚度40.0最小24.6满足

等强全截面1满足

板件宽厚比16.1最大18.0满足

板件剪应力（MPa）37.1最大125满足

焊缝剪应力（MPa）46.4最大160满足

板件厚度（mm）16.0最小16.0满足

焊脚高度（mm）10.0最小9.49满足

焊脚高度（mm）10.0最大19.2满足

板件厚度（mm）16.0最小16.0满足

焊脚高度（mm）10.0最小9.49满足

焊脚高度（mm）10.0最大19.2满足

基底最大剪力（kN）11.8最大165满足

三.混凝土承载力验算

控制工况：

1.2D+1.4L

N=-45.6kN；Mx=0kN·m；My=364kN·m；

偏心受压底板计算：

这里偏心距e为：

e=M/N=364000000/45600

=7982.456mm>119.749mm

所以按部分截面混凝土受压，部分锚栓受拉来计算（通过对混凝土应力积分）:

δmax=9.127N/mm2

中性轴的坐标:

x=128.949

最大锚栓的拉力：

NTa=136439.829N

锚栓总拉力：

Ta=620441.082N

轴力N大小为：

N=45600N

混凝土的总合压力：

F=666041.082N

外力对中性轴的弯矩：

M外=358119947.929N.mm按（fN（e-x）方式求出）

锚栓的合弯矩：

Ma=243227678.915N.mm

混凝土的合弯矩：

Mc=114892231.881N.mm

混凝土抗压强度设计值：

fc=19.1N/mm2

底板下混凝土最大受压应力：

σc=9.127N/mm2≤19.1，满足

四.锚栓承载力验算

控制工况：

1.2D+1.4L

N=-45.6kN；

锚栓最大拉力：

Nta=136.44kN（参混凝土承载力验算）

锚栓的拉力限值为：

Nt=156.927kN

锚栓承受的最大拉力为：

Nta=136.44kN≤156.927，满足

五.底板验算

1构造要求最小底板厚度验算

一般要求最小板厚：

tn=20mm

柱截面要求最小板厚：

tz=10mm

构造要求最小板厚：

tmin=max（tn，tz）=20mm≤40，满足

2混凝土反力作用下的最小底板厚度计算

非抗震工况底板下最大压应力：

σcm=9.127N/mm2

底板厚度验算控制应力：

σc=9.127N/mm2

沿圆周布置的加劲肋之间按三边支承板简化计算：

折算跨度：

a2=3.142×850/12=222.529mm

悬挑长度：

b2=0.5×（850-560）=145mm

分布弯矩：

M1=0.08119×9.127×222.529×222.529×10-3=0.0367kN·m

得到底板最大弯矩区域的弯矩值为：

Mmax=0.0367kN·m

混凝土反力要求最小板厚：

Tmin=（6*Mmax/f）0.5=（6×36.698/205×103）0.5=32.773mm≤40，满足

3锚栓拉力作用下的最小底板厚度计算

非抗震工况锚栓