高桿燈基礎(chǔ)計算書

1、中桿燈支架基礎(chǔ)計算一、設(shè)計參數(shù)鋼筋混凝土容重：砼25 kN/m3，鋼容重：鋼78.5 kN/m3；地下水位按地面以下0.5m考慮；50年一遇風壓：0.60 kN/m2；燈具總重：3.8 噸二、計算簡圖三、荷載計算1 恒載=燈具共設(shè)8個投光燈，均布在燈桿頂部圓盤上G13.8*1038 kN2 活載=燈桿風荷載燈桿半高處截面外徑d=(250+560)/2=405mm風壓高度變化系數(shù)：地面粗糙類別B類，燈桿高度H=30m，z1.39風荷載體形系數(shù)：zw0d21.39*0.60*0.405*0.4050.1370.015，且0，H/d30/0.40574>25，故s0.6H2/d=30*30/0

2、.405=2222>700T=0.25+0.99*10-3*H2/d=2.45s >0.25s根據(jù)規(guī)范應(yīng)考慮風壓脈動對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風向風振的影響。脈動分風荷載的空間相關(guān)系數(shù)確定：根據(jù)規(guī)范，對迎風面寬度較小的高聳結(jié)構(gòu)，水平方向相關(guān)系數(shù)可取x=1豎直方向的相關(guān)系數(shù)=0.8427脈動風荷載的背景分量因子對于迎風面和側(cè)風面的寬度沿高度按直線變化的高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)乘以修正系數(shù)=0.447，=1.928，按下表確定：表1 修正系數(shù)zB(z)B(0)B35295600.945 64985600.889 94675600.834 124365600.779 154055600.723 183745600

3、.668 213435600.613 243125600.557 272815600.502 302505600.446 表2脈動風荷載的背景分量因子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 15300.910.2

4、1810.843 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

5、 脈動風荷載的共振分量因子R=2.876z高度處的風振系數(shù)取值見下表：表3 風振系數(shù)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

6、zusuzzw0wk直徑D(m)水平力 F（kN)作用長度L(m）彎矩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 16.5

7、22.364 210.61.2462.918 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 燈桿所受風荷載水平力F1=11.52KN,彎矩M1=192.69KN*m=燈具風荷載表4 燈具風荷載w0 (kN/m2)szzwk (kN/m2)燈具面積A(m2)水平力 F2（kN)作用長度L(m）彎矩

8、M（kN*m）0.61.31.393.124 3.3870.642.168 3065.040 F2=2.17KN, M2=65.04KN*m總水平力F=F1+F2=13.68 KN總彎矩M=M1+M2 =257.73 KN*m總豎向力G=G1 =38 KN “圓鋼管柱外露剛接”節(jié)點計算書一. 節(jié)點基本資料采用設(shè)計方法為：常用設(shè)計節(jié)點類型為：圓鋼管柱外露剛接柱截面：PIPE-560*10， 材料：Q235柱與底板全截面采用對接焊縫，焊縫等級為：二級，采用引弧板；底板尺寸：L*B= 850 mm×850 mm，厚：T= 40 mm錨栓信息：個數(shù)：12采用錨栓：雙螺母焊板錨栓庫_Q235-

9、M42錨栓墊板尺寸(mm)：B*T=90×20底板下混凝土采用C40節(jié)點前視圖如下：節(jié)點下視圖如下：二. 驗算結(jié)果一覽 驗算項 數(shù)值 限值 結(jié)果 最大壓應(yīng)力(MPa) 9.13 最大19.1 滿足 受拉承載力(kN) 136 最大157 滿足 混凝土要求底板厚(mm) 24.6 最大40.0 滿足 錨栓要求底板厚(mm) 17.4 最大40.0 滿足 底板厚度 40.0 最小24.6 滿足 等強 全截面 1 滿足 板件寬厚比 16.1 最大18.0 滿足 板件剪應(yīng)力(MPa) 37.1 最大125 滿足 焊縫剪應(yīng)力(MPa) 46.4 最大160 滿足 板件厚度(mm) 16.0 最

10、小16.0 滿足 焊腳高度(mm) 10.0 最小9.49 滿足 焊腳高度(mm) 10.0 最大19.2 滿足 板件厚度(mm) 16.0 最小16.0 滿足 焊腳高度(mm) 10.0 最小9.49 滿足 焊腳高度(mm) 10.0 最大19.2 滿足 基底最大剪力(kN) 11.8 最大165 滿足三. 混凝土承載力驗算控制工況：1.2D+1.4LN=-45.6 kN；Mx=0 kN·m；My=364 kN·m；偏心受壓底板計算：這里偏心距e為：e= M/N =364000000/45600 =7982.456mm > 119.749mm所以按部分截面混凝土受壓

11、，部分錨栓受拉來計算(通過對混凝土應(yīng)力積分):max=9.127N/mm2中性軸的坐標: x = 128.949最大錨栓的拉力： NTa = 136439.829N錨栓總拉力： Ta = 620441.082 N軸力N大小為： N = 45600 N混凝土的總合壓力： F = 666041.082N外力對中性軸的彎矩： M外= 358119947.929N.mm 按（fN(e-x)方式求出）錨栓的合彎矩： Ma = 243227678.915N.mm混凝土的合彎矩： Mc = 114892231.881N.mm混凝土抗壓強度設(shè)計值：fc=19.1N/mm2底板下混凝土最大受壓應(yīng)力：c=9.12

12、7N/mm219.1，滿足四. 錨栓承載力驗算控制工況：1.2D+1.4LN=-45.6 kN；錨栓最大拉力：Nta=136.44 kN(參混凝土承載力驗算)錨栓的拉力限值為：Nt=156.927kN錨栓承受的最大拉力為：Nta=136.44kN156.927，滿足五. 底板驗算1 構(gòu)造要求最小底板厚度驗算一般要求最小板厚：tn=20 mm柱截面要求最小板厚：tz=10 mm構(gòu)造要求最小板厚：tmin=max(tn，tz)=20 mm40，滿足2 混凝土反力作用下的最小底板厚度計算非抗震工況底板下最大壓應(yīng)力：cm=9.127 N/mm2底板厚度驗算控制應(yīng)力：c=9.127 N/mm2沿圓周布置

13、的加勁肋之間按三邊支承板簡化計算：折算跨度：a2=3.142×850/12=222.529 mm懸挑長度：b2=0.5×(850-560)=145 mm分布彎矩：M1=0.08119×9.127×222.529×222.529 ×10-3=0.0367 kN·m得到底板最大彎矩區(qū)域的彎矩值為：Mmax=0.0367 kN·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=32.773 mm40，滿足3 錨栓拉力作用下的最小底板厚度計算非抗

14、震工況錨栓最大拉力：Tam=136.44 kN底板厚度驗算控制拉力：Ta=136439.829 kN錨栓中心到柱底截面圓邊緣距離：la1=1202.082-560-50=240 mmla1對應(yīng)的受力長度：ll1=2×240=480 mm錨栓中心到左側(cè)加勁肋距離：la2=(0.5×560+240)×0.2588=134.586 mmla2對應(yīng)的受力長度：ll2=134.586+min(50，134.586+0.5×42)=184.586 mm錨栓中心到右側(cè)加勁肋邊距離：la3=134.586 mmla3對應(yīng)的受力長度：ll3=ll2=134.586+min

15、(50，134.586+0.5×42)=184.586 mm彎矩分布系數(shù)：1=240×134.586×134.586/(240×184.586×184.586+480×134.586×184.586+480×184.586×134.586)=0.1357得最大彎矩分布系數(shù)為：=0.1357錨栓拉力要求的最小板厚：tmin=(6×136.44×0.1357/205×103)0.5=23.278 mm40，滿足六. 對接焊縫驗算柱截面與底板采用全對接焊縫，強度滿足要求七. X向加

16、勁肋驗算非抗震工況下錨栓最大拉力：Tam=136.44 kN加勁肋承擔柱底反力區(qū)域面積：Sr=0.01 cm2非抗震工況下加勁肋承擔柱底反力：Vrc=cm*Sr=9.127×0.01×100=0.009127 kN板件控制剪力：1.2D+1.4L下錨栓拉力，Vr=136.44 kN計算寬度取為上切邊到角點距離：br=167.797 mm板件寬厚比：br/tr=167.797/16=10.48718，滿足扣除切角加勁肋高度：hr=250-20=230 mm板件剪應(yīng)力：r=Vb/hr/tr=136.44×103/(230×16)=37.076 Mpa125，

17、滿足焊縫控制剪力：1.2D+1.4L下錨栓拉力，Vr=136.44 kN角焊縫剪應(yīng)力：w=Vr/2*0.7*hf*(hr-2*hf)=136.44/2×0.7×10×(230-2×10)=46.408 MPa160，滿足八. 柱腳抗剪驗算控制工況：1.35D+0.84LN=-51.3 kN；Vx=11.76 kN；Vy=0 kN；錨栓所承受的拉力為：Ta=360.206 kN柱腳底板的摩擦力：Vfb=0.4*(-N+Ta)=0.4×(51.3+360.206)=164.602 kN柱腳所承受的剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(11.762+

18、02)0.5=11.76 kN164.602，滿足獨立樁承臺設(shè)計(ZCT-4)項目名稱構(gòu)件編號日期設(shè)計校對審核執(zhí)行規(guī)范:混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2010), 本文簡稱混凝土規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002), 本文簡稱地基規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001), 本文簡稱荷載規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 94-2008), 本文簡稱樁基規(guī)范-1 設(shè)計資料1.1 已知條件 承臺參數(shù)(3 樁承臺第 1 種) 承臺底標高 : -2.000(m) 承臺的混凝土強度等級: C25 承臺鋼筋級別 : HRB335 配筋計算as : 35(mm) 承臺尺寸參數(shù)e

19、11(mm)900e12(mm)900L11(mm)520L12(mm)1040A'(mm)600H(mm)750 樁參數(shù) 樁基重要性系數(shù) : 1.0 樁類型 : 泥漿護壁鉆(沖)孔樁 承載力性狀 : 摩擦樁 樁長 : 25.000(m) 是否方樁 : 否 樁直徑 : 600(mm) 樁的混凝土強度等級 : C25 單樁極限承載力標準值: 558.000(kN) 樁端阻力比 : 0.400 均勻分布側(cè)阻力比 : 0.400 是否按復合樁基計算 : 否 樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù): 1.000 壓縮層深度應(yīng)力比 : 20.00% 柱參數(shù) 柱寬 : 1050(mm) 柱高 : 1050(mm)

20、柱子轉(zhuǎn)角 : 0.000(度) 柱的混凝土強度等級: C25 柱上荷載設(shè)計值 彎矩Mx : 333.000(kN.m) 彎矩My : 0.000(kN.m) 軸力N : 45.600(kN) 剪力Vx : 0.000(kN) 剪力Vy : -17.000(kN) 是否為地震荷載組合 : 否 基礎(chǔ)與覆土的平均容重: 20.000(kN/m3) 荷載綜合分項系數(shù) : 1.20 土層信息 地面標高 : 0.000(m) 地下水標高: -0.500(m)層號土類名稱層厚重度飽和重度壓縮模量承載力特風化側(cè)阻力 (m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)征值(kPa)程度(kPa) fak qsik1粘

21、性土1.4017.1020.002.8080.00-20.002淤泥質(zhì)土17.90-20.001.6045.00-10.003淤泥質(zhì)土13.30-20.002.1055.00-16.004粘性土8.10-20.003.2080.00-30.001.2 計算內(nèi)容 (1) 樁基豎向承載力計算 (2) 承臺計算(受彎、沖切、剪計算及局部受壓計算) (3) 軟弱下臥層驗算 (4) 樁基沉降計算2. 計算過程及計算結(jié)果2.1 樁基豎向承載力驗算 (1) 樁基豎向承載力特征值R計算 根據(jù)樁基規(guī)范5.2.2及5.2.3 式中： Ra 單樁豎向承載力特征值； Quk 單樁豎向極限承載力標準值； K 安全系數(shù),

22、取K=2。 單樁豎向極限承載力標準值 Quk = 558.000(kN) 單樁豎向承載力特征值 Ra = 279.000(kN) (2) 樁基豎向承載力驗算 根據(jù)樁基規(guī)范5.1.1 式5.1.1-1計算軸心荷載作用下樁頂全反力,式5.1.1-2計算偏心荷載作用下樁頂全反力 在軸心荷載作用下,樁頂全反力 Nk = 91.230(kN) 按樁基規(guī)范5.2.1(不考慮地震作用) 式5.2.1-1 (0Nk1.00R) 驗算 (0Nk=91.230kN) (1.00R=279.000kN) 滿足. 在偏心荷載作用下,按樁基規(guī)范5.2.1(不考慮地震作用) 式5.2.1-2 (0Nkmax1.20R)

23、計算 樁號 1 : (0N1k=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 滿足。 樁號 2 : (0N2k=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 滿足。 樁號 3 : (0N3k=-93.465kN) (1.20R=334.800kN) 滿足。 (0Nkmax=183.578kN) (1.20R=334.800kN) 滿足.2.2 承臺受力計算 (1) 各樁凈反力(kN) 根據(jù)樁基規(guī)范5.1.1 式5.1.1-2計算樁頂凈反力(G=0.0kN) 樁號01 凈反力: 126.017(kN) 樁號02 凈反力: 126.017(kN) 樁號03 凈反力: -20

24、6.435(kN) 最大樁凈反力 : 126.017(kN) (2) 受彎計算 根據(jù)樁基規(guī)范5.9.2第2款 1)，計算等邊三樁承臺板帶彎矩 承臺板帶彎矩M : 56.554(kN.m) 根據(jù)簡化公式，計算承臺計算配筋 承臺板帶計算配筋A(yù)s : 構(gòu)造配筋 (3) 柱對承臺的沖切 根據(jù)樁基規(guī)范5.9.7 計算 柱截面尺寸(mm) : 柱寬 1050；柱高 1050 樁截面換算邊長(mm) : 480 柱沖切計算承臺厚度h0: 715(mm) 截面高度影響系數(shù)hp: 1.000 沖切面參數(shù): 左 右 下 上 沖跨(mm) 135 135 595 275 沖切邊長(mm) 1485 1485 118

25、5 1185 沖跨比 0.250 0.250 0.832 0.385 沖切系數(shù)0 1.867 1.867 0.814 1.437 抗沖切力(kN) 2517.115 2517.115 875.703 1546.098 總抗沖切力 : 7456.031(kN) 總沖切力 : 45.600(kN) (0Fl=45.600kN) (抗沖切力=7456.031kN) 滿足. (4) 樁對承臺的沖切 根據(jù)樁基規(guī)范5.9.7及5.9.8 計算 承臺沖切破壞錐體一半有效高度處的周長um，中樁按樁基規(guī)范5.9.7第1款計算，邊樁按樁基規(guī)范5.9.8第1款計算，角樁按樁基規(guī)范5.9.8第2款計算。 樁號 1 為

26、角樁 沖切面參數(shù): 右 上 沖跨(mm) 135 135 沖切邊長(mm) 778 778 沖跨比 0.250 0.250 沖切系數(shù)0 1.244 1.244 抗沖切力(kN) 878.703 878.703 總抗沖切力(kN) : 1757.406 總沖切力 (kN) : 126.017 (0Fl=126.017kN) (抗沖切力=1757.406kN) 滿足. 樁號 2 為角樁 沖切面參數(shù): 左 上 沖跨(mm) 135 135 沖切邊長(mm) 778 778 沖跨比 0.250 0.250 沖切系數(shù)0 1.244 1.244 抗沖切力(kN) 878.703 878.703 總抗沖切力

27、(kN) : 1757.406 總沖切力 (kN) : 126.017 (0Fl=126.017kN) (抗沖切力=1757.406kN) 滿足. 樁號 3 為角樁 沖切面參數(shù): 左 右 沖跨(mm) 238 238 沖切邊長(mm) 789 789 沖跨比 0.333 0.333 沖切系數(shù)0 1.050 1.050 抗沖切力(kN) 752.197 752.196 總抗沖切力(kN) : 1504.393 總沖切力 (kN) : -206.435 (0Fl=-206.435kN) (抗沖切力=1504.393kN) 滿足. 所有樁: 角樁 對承臺沖切驗算 滿足. 邊樁 對承臺沖切驗算 滿足.

28、 中樁 對承臺沖切驗算 滿足. (5) 承臺抗剪驗算: 根據(jù)樁基規(guī)范5.9.10 計算 剪切面 1 剪切面坐標(mm) : (660,-1120)(660,1097) 實際寬度(mm) : 2217 計算寬度b(mm) : 2217 剪跨a(mm) : 135 剪跨比 : 0.250 剪切系數(shù) : 1.400 高度影響系數(shù)hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 2817.981 剪切力設(shè)計值(kN): 126.017 (0V=126.017kN) (抗剪切力=2817.981kN) 滿足. 剪切面 2 剪切面坐標(mm) : (831,800)(-831,800) 實際寬度(mm) : 16

29、62 計算寬度b(mm) : 1662 剪跨a(mm) : 275 剪跨比 : 0.385 剪切系數(shù) : 1.264 高度影響系數(shù)hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 1907.787 剪切力設(shè)計值(kN): 206.435 (0V=206.435kN) (抗剪切力=1907.787kN) 滿足. 剪切面 3 剪切面坐標(mm) : (-660,-1120)(-660,1097) 實際寬度(mm) : 2217 計算寬度b(mm) : 2217 剪跨a(mm) : 135 剪跨比 : 0.250 剪切系數(shù) : 1.400 高度影響系數(shù)hs: 1.000 抗剪切力(kN) : 2817.98

30、1 剪切力設(shè)計值(kN): 126.017 (0V=126.017kN) (抗剪切力=2817.981kN) 滿足. 所有剪切面: 承臺右邊 受剪驗算 滿足. 承臺上邊 受剪驗算 滿足. 承臺左邊 受剪驗算 滿足. (6) 局部受壓驗算: 柱對承臺局部受壓驗算: 不需要驗算. 樁對承臺局部受壓驗算: 不需要驗算. (7) 承臺受力計算結(jié)果 板帶主筋計算配筋面積: As1 = As = 1260mm2 As2 = As = 1260mm2 As3 = As = 1260mm2 Y向板帶主筋配置(左):7D22(2661mm2,0.507%)>As1=1260mm2 滿足 Y向板帶主筋配置(

31、右):7D22(2661mm2,0.507%)>As2=1260mm2 滿足 X向板帶主筋配置 :7D22(2661mm2,0.507%)>As3=1260mm2 滿足 Y向板帶箍筋配置(左): D10200(785mm2/m,0.102%)=構(gòu)造面積=785mm2/m 滿足 Y向板帶箍筋配置(右): D10200(785mm2/m,0.102%)=構(gòu)造面積=785mm2/m 滿足 X向板帶箍筋配置 : D10200(785mm2/m,0.102%)=構(gòu)造面積=785mm2/m 滿足 抗沖切 : 滿足 抗剪切 : 滿足 局部受壓 : 滿足2.3 軟弱下臥層驗算結(jié)果 樁端持力層的地基

32、承載力特征值fa1 : 55.000(kPa) 下臥層的地基承載力特征值fa2 : 80.000(kPa) 樁距sa : 1.401(m) 根據(jù)樁基規(guī)范5.4.1 (fa2=80.000kPa) (fa1/3=18.333kPa),不存在軟弱下臥層。2.4 沉降計算結(jié)果 根據(jù)樁基規(guī)范5.5.8 計算樁基沉降計算深度Zn 根據(jù)樁基規(guī)范5.5.6 式5.5.6計算沉降 沉降計算點位置(x,y,z)(m) ：(0.000,0.000,-27.000) 沉降計算深度zn(m) ：0.100 沉降計算點附加應(yīng)力(kPa) ：22.899 樁基等效沉降系數(shù)e ：0.091 沉降計算點最終沉降量(mm) ：

33、0.1 (x=0.000, y=0.000)承臺沉降量(mm) : 0.11 柱正截面承載力計算： Z-11.1 基本資料 1.1.1 工程名稱： 工程一 1.1.2 軸向拉力設(shè)計值 N 120kN， Mx 120kN·m， My 0kN·m 1.1.3 圓形截面，截面的直徑 d 600mm 1.1.4 混凝土強度等級為 C25， fc 11.94N/mm2， ft 1.271N/mm2； 鋼筋抗拉強度設(shè)計值 fy 300N/mm2，鋼筋抗壓強度設(shè)計值 fy' 300N/mm2， 鋼筋彈性模量 Es 200000N/mm2； 相對界限受壓區(qū)高度 b 0.5500 1.1.5 縱筋的混凝土保護層厚度 c 50mm； 一側(cè)的受拉縱筋最小配筋率 min 0.20%1.2 軸心受拉構(gòu)件驗算 1.2.1 圓形截面面積 A ·d2 / 4 *6002/4 282743mm2 1.2.2 一側(cè)縱向受拉鋼筋的最小截面面積：As1,min A·0.20% 282743*0.20% 565mm2 1.2.3 全部縱向受拉鋼筋的最小截面面積：As,min As1,min·3 565*3 1696mm2 1.2.4 全部縱向鋼筋的截面面積 As 由下列公式求得：N fy·As （混凝土規(guī)范式 6.2.22） As N / fy