高杆灯基础计算书

中杆灯支架基础计算

一、设计参数

钢筋混凝土容重：γ砼＝25 kN/m3，钢容重：γ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

G1＝3.8*10＝38 kN

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：

μzw 0d 2＝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 H 2/d=30*30/0.405=2222>700 T=0.25+0.99*10-3*H 2/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

z ρ==0.8427

脉动风荷载的背景分量因子1a z Bz kH x z

z

φρρμ= 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B v θθ、 ()(0)B H B =0.447，v θ=1.928，()

(0)

B B z B θ=，按下表确定： 表1 修正系数B θ

表2脉动风荷载的背景分量因子Bz

脉动风荷载的共振分量因子

115R x x =

=

>R=2.876

z 高度处的风振系数z β取值见下表：

表3 风振系数z β取值

灯具风荷载

表4 灯具风荷载

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 mm×850 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=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=-45.6 kN；M x=0 kN·m；M y=364 kN·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 = 620441.082 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：f c=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=-45.6 kN；

锚栓最大拉力：N ta=136.44 kN(参混凝土承载力验算)

锚栓的拉力限值为：N t=156.927kN

锚栓承受的最大拉力为：N ta=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：t n=20 mm

柱截面要求最小板厚：t z=10 mm

构造要求最小板厚：t min=max(t n，t z)=20 mm≤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=9.127 N/mm2

底板厚度验算控制应力：σc=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=3.142×850/12=222.529 mm

悬挑长度：b2=0.5×(850-560)=145 mm

分布弯矩：M1=0.08119×9.127×222.529×222.529 ×10-3=0.0367 kN·m 得到底板最大弯矩区域的弯矩值为：

M max=0.0367 kN·m

混凝土反力要求最小板厚：T min=(6*M max/f)0.5=(6×36.698/205×103)0.5=32.773 mm≤40，满足

3 锚栓拉力作用下的最小底板厚度计算

非抗震工况锚栓最大拉力：T am=136.44 kN

底板厚度验算控制拉力：T a=136439.829 kN

锚栓中心到柱底截面圆边缘距离：l a1=1202.082-560-50=240 mm

l a1对应的受力长度：l l1=2×240=480 mm

锚栓中心到左侧加劲肋距离：l a2=(0.5×560+240)×0.2588=134.586 mm

l a2对应的受力长度：l l2=134.586+min(50，134.586+0.5×42)=184.586 mm

锚栓中心到右侧加劲肋边距离：l a3=134.586 mm

l a3对应的受力长度：l l3=l l2=134.586+min(50，134.586+0.5×42)=184.586 mm