高杆灯基础计算书(DOC).doc

中杆灯支架基础计算一、设计参数钢筋混凝土容重：砼25 kN/m3，钢容重：钢78.5 kN/m3；地下水位按地面以下0.5m考虑；50年一遇风压：0.60 kN/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G13.8*1038 kN2 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，z1.39风荷载体形系数：zw0d21.39*0.60*0.405*0.4050.1370.015，且0，H/d30/0.4057425，故s0.6H2/d=30*30/0.405=2222700T=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x=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zB(z)B(0)B35295600.945 64985600.889 94675600.834 124365600.779 154055600.723 183745600.668 213435600.613 243125600.557 272815600.502 302505600.446 表2脉动风荷载的背景分量因子zHka1xzzuzBz1BvBz3300.910.21810.843 0.0210.032 0.945 1.928 0.059 6300.910.21810.843 0.0610.097 0.889 1.928 0.166 9300.910.21810.843 0.1410.225 0.834 1.928 0.362 12300.910.21810.843 0.231.0520.352 0.779 1.928 0.528 15300.910.21810.843 0.341.130.484 0.723 1.928 0.675 18300.910.21810.843 0.461.190.622 0.668 1.928 0.801 21300.910.21810.843 0.591.2460.762 0.613 1.928 0.900 24300.910.21810.843 0.791.2940.983 0.557 1.928 1.056 27300.910.21810.843 0.861.3421.032 0.502 1.928 0.998 30300.910.21810.843 11.391.158 0.446 1.928 0.997 脉动风荷载的共振分量因子R=2.876z高度处的风振系数取值见下表：表3 风振系数取值BzRIgz0.059 2.876 0.142.51.125 0.166 2.876 0.142.51.353 0.362 2.876 0.142.51.772 0.528 2.876 0.142.52.126 0.675 2.876 0.142.52.439 0.801 2.876 0.142.52.708 0.900 2.876 0.142.52.918 1.056 2.876 0.142.53.250 0.998 2.876 0.142.53.127 0.997 2.876 0.142.53.124 zusuzzw0wk直径D(m)水平力 F（kN)作用长度L(m）弯矩M（kN*m）30.611.125 0.60.405 0.54450.662 1.50.992 60.611.353 0.60.487 0.51350.750 4.53.376 90.611.772 0.60.638 0.48250.924 7.56.926 120.61.0522.126 0.60.805 0.45151.091 10.511.451 150.61.132.439 0.60.992 0.42051.252 13.516.900 180.61.192.708 0.61.160 0.38951.355 16.522.364 210.61.2462.918 0.61.309 0.35851.408 19.527.454 240.61.2943.250 0.61.514 0.32751.487 22.533.467 270.61.3423.127 0.61.511 0.29651.344 25.534.266 300.61.393.124 0.61.563 0.26551.245 28.535.491 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)szzwk (kN/m2)灯具面积A(m2)水平力 F2（kN)作用长度L(m）弯矩M（kN*m）0.61.31.393.124 3.3870.642.168 3065.040 F2=2.17KN, M2=65.04KN*m总水平力F=F1+F2=13.68 KN总弯矩M=M1+M2 =257.73 KN*m总竖向力G=G1 =38 KN “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= 850 mm850 mm，厚：T= 40 mm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=9020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+1.4LN=-45.6 kN；Mx=0 kNm；My=364 kNm；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):max=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 = 620441.082 N轴力N大小为： N = 45600 N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：c=9.127N/mm219.1，满足四. 锚栓承载力验算控制工况：1.2D+1.4LN=-45.6 kN；锚栓最大拉力：Nta=136.44 kN(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=136.44kN156.927，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=20 mm柱截面要求最小板厚：tz=10 mm构造要求最小板厚：tmin=max(tn，tz)=20 mm40，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：cm=9.127 N/mm2底板厚度验算控制应力：c=9.127 N/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=3.142850/12=222.529 mm悬挑长度：b2=0.5(850-560)=145 mm分布弯矩：M1=0.081199.127222.529222.529 10-3=0.0367 kNm得到底板最大弯矩区域的弯矩值为：Mmax=0.0367 kNm混凝土反力要求最小板厚：Tmin=(6*Mmax/f)0.5=(636.698/205103)0.5=32.773 mm40，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最大拉力：Tam=136.44 kN底板厚度验算控制拉力：Ta=136439.829 kN锚栓中心到柱底截面圆边缘距离：la1=1202.082-560-50=240 mmla1对应的受力长度：ll1=2240=480 mm锚栓中心到左侧加劲肋距离：la2=(0.5560+240)0.2588=134.586 mmla2对应的受力长度：ll2=134.586+min(50，134.586+0.542)=184.586 mm锚栓中心到右侧加劲肋边距离：la3=134.586 mmla3对应的受力长度：ll3=ll2=134.586+min(50，134.586+0.542)=184.586 mm弯矩分布系数：1=240134.586134.586/(240184.586184.586+480134.586184.586+480184.586134.586)=0.1357得最大弯矩分布系数为：=0.1357锚栓拉力要求的最小板厚：tmin=(6136.440.1357/205103)0.5=23.278 mm40，满足六. 对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求七. X向加劲肋验算非抗震工况下锚栓最大拉力：Tam=136.44 kN加劲肋承担柱底反力区域面积：Sr=0.01 cm2非抗震工况下加劲肋承担柱底反力：Vrc=cm*Sr=9.1270.01100=0.009127 kN板件控制剪力：1.2D+1.4L下锚栓拉力，Vr=136.44 kN计算宽度取为上切边到角点距离：br=167.797 mm板件宽厚比：br/tr=167.797/16=10.48718，满足扣除切角加劲肋高度：hr=250-20=230 mm板件剪应力：r=Vb/hr/tr=136.44103/(23016)=37.076 Mpa125，满足焊缝控制剪力：1.2D+1.4L下锚栓拉力，Vr=136.44 kN角焊缝剪应力：w=Vr/2*0.7*hf*(hr-2*hf)=136.44/20.710(230-210)=46.408 MPa160，满足八. 柱脚抗剪验算控制工况：1.35D+0.84LN=-51.3 kN；Vx=11.76 kN；Vy=0 kN；锚栓所承受的拉力为：Ta=360.206 kN柱脚底板的摩擦力：Vfb=0.4*(-N+Ta)=0.4(51.3+360.206)=164.602 kN柱脚所承受的剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(11.762+02)0.5=11.76 kN164.602，满足独立桩承台设计(ZCT-4)项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范:混凝土结构设计规范(GB 50010-2010), 本文简称混凝土规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002), 本文简称地基规范建筑结构荷载规范(GB 50009-2001), 本文简称荷载规范建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008), 本文简称桩基规范-1 设计资料1.1 已知条件 承台参数(3 桩承台第 1 种) 承台底标高 : -2.000(m) 承台的混凝土强度等级: C25 承台钢筋级别 : HRB335 配筋计算as : 35(mm) 承台尺寸参数e11(mm)900e12(mm)900L11(mm)520L12(mm)1040A(mm)600H(mm)750 桩参数 桩基重要性系数 : 1.0 桩类型 : 泥浆护壁钻(冲)孔桩 承载力性状 : 摩擦桩 桩长 : 25.000(m) 是否方桩 : 否 桩直径 : 600(mm) 桩的混凝土强度等级 : C25 单桩极限承载力标准值: 558.000(kN) 桩端阻力比 : 0.400 均匀分布侧阻力比 : 0.400 是否按复合桩基计算 : 否 桩基沉降计算经验系数: 1.000 压缩层深度应力比 : 20.00% 柱参数 柱宽 : 1050(mm) 柱高 : 1050(mm) 柱子转角 : 0.000(度) 柱的混凝土强度等级: C25 柱上荷载设计值 弯矩Mx : 333.000(kN.m) 弯矩My : 0.000(kN.m) 轴力N : 45.600(kN) 剪力Vx : 0.000(kN) 剪力Vy : -17.000(kN) 是否为地震荷载组合 : 否 基础与覆土的平均容重: 20.000(kN/m3) 荷载综合分项系数 : 1.20 土层信息 地面标高 : 0.000(m) 地下水标高: -0.500(m)层号土类名称层厚重度饱和重度压缩模量承载力特风化侧阻力 (m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)征值(kPa)程度(kPa) fak qsik1粘性土1.4017.1020.002.8080.00-20.002淤泥质土17.90-20.001.6045.00-10.003淤泥质土13.30-20.002.1055.00-16.004粘性土8.10-20.003.2080.00-30.001.2 计算内容 (1) 桩基竖向承载力计算 (2) 承台计算(受弯、冲切、剪计算及局部受压计算) (3) 软弱下卧层验算 (4) 桩基沉降计算2. 计算过程及计算结果2.1 桩基竖向承载力验算 (1) 桩基竖向承载力特征值R计算 根据桩基规范5.2.2及5.2.3 式中： Ra 单桩竖向承载力特征值； Quk 单桩竖向极限承载力标准值； K 安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Quk = 558.000(kN) 单桩竖向承载力特征值 Ra = 279.000(kN) (2) 桩基竖向承载力验算 根据桩基规范5.1.1 式5.1.1-1计算轴心荷载作用下桩顶全反力,式5.1.1-2计算偏心荷载作用下桩顶全反力 在轴心荷载作用下,桩顶全反力 Nk = 91.230(kN) 按桩基规范5.2.1(不考虑地震作用) 式5.2.1-1 (0Nk1.00R) 验算 (0Nk=91.230kN) (1.00R=279.000kN) 满足. 在偏心荷载作用下,按桩基规范5.2.1(不考虑地震作用) 式5.2.1-2 (0Nkmax1.20R) 计算 桩号 1 : (0N1k=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 满足。 桩号 2 : (0N2k=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 满足。 桩号 3 : (0N3k=-93.465kN) (1.20R=334.800kN) 满足。 (0Nkmax=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 满足.2.2 承台受力计算 (1) 各桩净反力(kN) 根据桩基规范5.1.1 式5.1.1-2计算桩顶净反力(G=0.0kN) 桩号01 净反力: 126.017(kN) 桩号02 净反力: 126.017(kN) 桩号03 净反力: -206.435(kN) 最大桩净反力 : 126.017(kN) (2) 受弯计算 根据桩基规范5.9.2第2款 1)，计算等边三桩承台板带弯矩 承台板带弯矩M : 56.554(kN.m) 根据简化公式，计算承台计算配筋 承台板带计算配筋As : 构造配筋 (3) 柱对承台的冲切 根据桩基规范5.9.7 计算 柱截面尺寸(mm) : 柱宽 1050；柱高 1050 桩截面换算边长(mm) : 480 柱冲切计算承台厚度h0: 715(mm) 截面高度影响系数hp: 1.000 冲切面参数: 左 右 下 上 冲跨(mm) 135 135 595 275 冲切边长(mm) 1485 1485 1185 1185 冲跨比 0.250 0.250 0.832 0.385 冲切系数0 1.867 1.867 0.814 1.437 抗冲切力(kN) 2517.115 2517.115 875.703 1546.098 总抗冲切力 : 7456.031(kN) 总冲切力 : 45.600(kN) (0Fl=45.600kN) (抗冲切力=7456.031kN) 满足. (4) 桩对承台的冲切 根据桩基规范5.9.7及5.9.8 计算 承台冲切破坏锥体一半有效高度处的周长um，中桩按桩基规范5.9.7第1款计算，边桩按桩基规范5.9.8第1款计算，角桩按桩基规范5.9.8第2款计算。 桩号 1 为角桩 冲切面参数: 右 上 冲跨(mm) 135 135 冲切边长(mm) 778 778 冲跨比 0.250 0.250 冲切系数0 1.244 1.244 抗冲切力(kN) 878.703 878.703 总抗冲切力(kN) : 1757.406 总冲切力 (kN) : 126.017 (0Fl=126.017kN) (抗冲切力=1757.406kN) 满足. 桩号 2 为角桩 冲切面参数: 左 上 冲跨(mm) 135 135 冲切边长(mm) 778 778 冲跨比 0.250 0.250 冲切系数0 1.244 1.244 抗冲切力(kN) 878.703 878.703 总抗冲切力(kN) : 1757.406 总冲切力 (kN) : 126.017 (0Fl=126.017kN) (抗冲切力=1757.406kN) 满足. 桩号 3 为角桩 冲切面参数: 左 右 冲跨(mm) 238 238 冲切边长(mm) 789 789 冲跨比 0.333 0.333 冲切系数0 1.050 1.050 抗冲切力(kN) 752.197 752.196 总抗冲切力(kN) : 1504.393 总冲切力 (kN) : -206.435 (0Fl=-206.435kN) (抗冲切力=1504.393kN) 满足. 所有桩: 角桩 对承台冲切验算 满足. 边桩 对承台冲切验算 满足. 中桩 对承台冲切验算 满足. (5) 承台抗剪验算: 根据桩基规范5.9.10 计算 剪切面 1 剪切面坐标(mm) : (660,-1120)(660,1097) 实际宽度(mm) : 2217 计算宽度b(mm) : 2217 剪跨a(mm) : 135 剪跨比 : 0.250 剪切系数 : 1.400 高度影响系数hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 2817.981 剪切力设计值(kN): 126.017 (0V=126.017kN) (抗剪切力=2817.981kN) 满足. 剪切面 2 剪切面坐标(mm) : (831,800)(-831,800) 实际宽度(mm) : 1662 计算宽度b(mm) : 1662 剪跨a(mm) : 275 剪跨比 : 0.385 剪切系数 : 1.264 高度影响系数hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 1907.787 剪切力设计值(kN): 206.435 (0V=206.435kN) (抗剪切力=1907.787kN) 满足. 剪切面 3 剪切面坐标(mm) : (-660,-1120)(-660,1097) 实际宽度(mm) : 2217 计算宽度b(mm) : 2217 剪跨a(mm) : 135 剪跨比 : 0.250 剪切系数 : 1.400 高度影响系数hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 2817.981 剪切力设计值(kN): 126.017 (0V=126.017kN) (抗剪切力=2817.981kN) 满足. 所有剪切面: 承台右边 受剪验算 满足. 承台上边 受剪验算 满足. 承台左边 受剪验算 满足. (6) 局部受压验算: 柱对承台局部受压验算: 不需要验算. 桩对承台局部受压验算: 不需要验算. (7) 承台受力计算结果 板带主筋计算配筋面积: As1 = As = 1260mm2 As2 = As = 1260mm2 As3 = As = 1260mm2 Y向板带主筋配置(左):7D22(2661mm2,0.507%)As1=1260mm2 满足 Y向板带主筋配置(右):7D22(2661mm2,0.507%)As2=1260mm2 满足 X向板带主筋配置 :7D22(2661mm2,0.507%)As3=1260mm2 满足 Y向板带箍筋配置(左): D10200(785mm2/m,0.102%)=构造面积=785mm2/m 满足 Y向板带箍筋配置(右): D10200(785mm2/m,0.102%)=构造面积=785mm2/m 满足 X向板带箍筋配置 : D10200(785mm2/m,0.102%)=构造面积=785mm2/m 满足 抗冲切 : 满足 抗剪切 : 满足 局部受压 : 满足2.3 软弱下卧层验算结果 桩端持力层的地基承载力特征值fa1 : 55.000(kPa) 下卧层的地基承载力特征值fa2 : 80.000(kPa) 桩距sa : 1.401(m) 根据桩基规范5.4.1 (fa2=80.000kPa) (fa1/3=18.333kPa),不存在软弱下卧层。2.4 沉降计算结果 根据桩基规范5.5.8 计算桩基沉降计算深度Zn 根据桩基规范5.5.6 式5.5.6计算沉降 沉降计算点位置(x,y,z)(m) ：(0.000,0.000,-27.000) 沉降计算深度zn(m) ：0.100 沉降计算点附加应力(kPa) ：22.899 桩基等效沉降系数e ：0.091 沉降计算点最终沉降量(mm) ：0.1 (x=0.000, y=0.000)承台沉降量(mm) : 0.11 柱正截面承载力计算： Z-11.1 基本资料 1.1.1 工程名称： 工程一 1.1.2 轴向拉力设计值 N 120kN， Mx 120kNm， My 0kNm 1.1.3 圆形截面，截面的直径 d 600mm 1.1.4 混凝土强度等级为 C25， fc 11.94N/mm2， ft 1.271N/mm2； 钢筋抗拉强度设计值 fy 300N/mm2，钢筋抗压强度设计值 fy 300N/mm2， 钢筋弹性模量 Es 200000N/mm2； 相对界限受压区高度 b 0.5500 1.1.5 纵筋的混凝土保护层厚度 c 50mm； 一侧的受拉纵筋最小配筋率 min 0.20%1.2 轴心受拉构件验算 1.2.1 圆形截面面积 A d2 / 4 *6002/4 282743mm2 1.2.2 一侧纵向受拉钢筋的最小截面面积：As1,min A0.20% 282743*0.20% 565mm2 1.2.3 全部纵向受拉钢筋的最小截面面积：As,min As1,min3