监控杆的基础计算公式

2017-11-10  来自: 沈阳鹏源灯具厂浏览次数:367

监控立杆基础计算公式:

二、设计条件  ⑴.基本数据:灯塔距地面高度30m,方形基础平面尺寸为4m×4m,基础埋深2.5m,灯杆截面为正十二边形,计算时简化为圆形,顶部直径D为280mm,根部直径D为650mm,厚度自顶端至底端分三段。δ=6mm,长10m,δ=8mm,长10m,δ=8mm,长10m。材料为上海宝钢生产的低合金钢,Q/BQB303 SS400,屈服强度为f屈=245N/mm2,设计强度取f=225N/mm2,fV=125N/mm2,灯盘直径为3800mm,厚度简化为200mm,高杆灯总重为Fk=40KN。 
  ⑵.自然条件:当地基本风压Wo=0.75KN/m2,地基土为淤泥质粘性土,地承载力特征值fak=60 KN/m2,地面粗糙度考虑城市郊区为B类,地下水位埋深大于2.5m,地基土的容重γm=18 KN/m3。 
  ⑶.设计计算依据:   ①、《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001   ②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002   ③、《钢结构设计规范》  GB50017-2003   ④、《高耸结构设计规范》     GBJ135-90 
三、风荷载标准值计算  基本公式:WK=βz·μs·μz·ur·Wo   式中:Wk—风荷载标准值(KN/m2);          βz—高度z处的风振系数;         μs—风荷载体型系数;         μz—风压高度变化系数; 
        μr —高耸结构重现期调整系数,对重要的高耸结构取1.2。   ⑴.灯盘:高度为30m,μz =1.42,μs =0.5,μr=1.2        βz=1+  
  式中ξ—脉动增大系数;      υ—脉动影响系数;     φz—振型系数; 
     βz=1+ =1+( )=2.04      WK=βz·μs·μz·ur·Wo       =2.04×0.5×1.42×1.2×0.75=1.30KN/m2   ⑵.灯杆:简化为均布荷载,高度取15m,     μz=1.4, μs=0.59, μr=1.2     βz=1+ =1+( )=2.16,     WK2=βz·μs·μz·ur·Wo      =2.16×0.59×1.14×1.2×0.75=1.31KN/m2 四、内力计算  ⑴.底部(δ=8mm)     弯矩设计值:M=M灯盘+M灯杆 
    M=γQ×WK1×0.2×3.8×30+γQ×WK2× ×30×15     =1.4×1.30×0.2×3.8×30+1.4×1.31× ×30×15     =426KN·m 
    剪力设计值:V=V灯盘+V灯杆 
    V =γQ×WK1×0.2×3.8+γQ×WK2× ×30     =1.4×1.30×0.2×3.8+1.4×1.31× ×30     =27KN 
  ⑵.δ=8mm与δ=6mm,交接处     弯矩设计值:   M=γQ×WK1×0.2×3.8×10+γQ×WK2×(0.28+ )×10×5     =1.4×1.30×0.2×3.8×10+1.4×1.31×(0.28+ )×10×5     =51KN·m 
    剪力设计值:  
    V =γQ×WK1×0.2×3.8+γQ×WK2×(0.28+ )×10     =1.4×1.30×0.2×3.8+1.4×1.31×(0.28+ )×10     =9KN 
五、在风荷载作用下的强度复核(未考虑高杆灯自重)  ⑴.底部(δ=8mm)   截面惯性矩I= ×(d -d )= (6504-6344)=8.31×108mm4.   最大拉应力бmax= ·y=426×106×325/(8.31×108)=167N/mm2 
  最大剪应力τmax=2·V/A=2×27×103/[ ×(6502-6342)]=3.3N/mm2   max<f,Τmax
六、地基承载力验算  ⑴.基础平面尺寸:b×h=4×4m,      基础底面抗弯模量W= bh2=10.67m3,     地基承载力特征值fak=60KN/m2,   ⑵.基础自重和基础上的土重 
    Gk=b×h×H×γ0=4×4×2.5×20=800KN 
  ⑶.相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的弯矩值:     Mk=M/γQ+VH/γQ        =426/1.4+27×2.5/1.4×2.5=353KN·m   ⑷.修正后的地基承载力特征值:      fa=fak+ηb·γ(b-3)+ ηd·γm(d-0.5)      =60+0+1.0×18×(2.5-0.5)=96KN/m2 
  ⑸.相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面边缘的最大最小压力值:     Pkmax= +  
          = =53+33=86KN/m2<1.2fa=115KN/m2能满足要求。     Pkmax= +  
          = =53-33=20KN/m2>0能满足要求。 
七、计算说明  ⑴.根据建筑结构荷载规范,按50年一遇查全国各城市的基本风压WO,绝大多数城市的WO≤0.75KN/m2时,若山区、偏僻地区、沿海海面和海岛的基本风压Wo≥0.75KN/m2时,以上计算乘以调整系数。 
  ⑵.高杆灯的安全等级,按高耸结构设计规范取一级。 
  ⑶.基础设计所需的基本数据为:地基承载力特征值,地基土的物理性参数,上部荷载的标准组合值包括:弯矩、剪力、轴力。   ⑷.基础选型应根据建设场地土条件和结构的要求确定,一般为圆型混凝土独立基础或方形混凝土独立基础,底面积尺寸和配筋由计算确定。   ⑸.本文未复校立杆的稳定性,对立杆与基础连接也未作计算。各位读者自行设计计算

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