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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
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