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    高杆灯庭院灯景观灯太阳能路灯厂家金豆讲解25米高杆灯安全性计算及强度校核
    发布时间:2018/3/7 13:20:22 阅读:

    设计条件  ⑴.基本数据:灯塔距地面高度25m,方形基础平面尺寸为5.5m,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230mm,根部直径D为520mm,厚度自顶端至底端3段。δ=6mm,长9.3m,δ=8mm,长9.3m,δ=10mm,长8m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3000mm,厚度简化为800mm,高杆灯总重为Fk=9.0KN。


      ⑵.自然条件:当地基本风压Wo=0。55KN/m2,12级台风。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25m,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
          =2.04×0.5×1.42×1.2×0.55=0.956KN/m2
      ⑵.灯杆:简化为均布荷载,高度取26m,
        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。55=0。958KN/m2
    四、内力计算  ⑴.底部(δ=10mm)
        弯矩设计值:M=M灯盘+M灯杆
        M=γQ×WK1×0。2×3。8×30+γQ×WK2× ×30×15
        =1.4×0.956×0.2×3.8×30+1.4×0.958× ×30×15
        =229kN·m
        剪力设计值:V=V灯盘+V灯杆
        V =γQ×WK1×0。2×3。8+γQ×WK2× ×30
        =1.4×0.956×0.2×3.8+1.4×0.958× ×30
        =14.6KN
      ⑵.δ=10mm与δ=8mm,交接处
        弯矩设计值:
        M=γQ×WK1×0.2×3.8×10+γQ×WK2×(0.28+ )×10×5
        =1.4×0.956×0.2×3.8×10+1.4×0.958×(0.28+ )×10×5
        =28KN·m
        剪力设计值:
        V =γQ×WK1×0.2×3.8+γQ×WK2×(0.28+ )×10
        =1.4×0.956×0.2×3.8+1.4×0.958×(0.28+ )×10
        =5KN
    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=10mm)
      截面惯性矩I= ×(d -d )= (6504-6344)=8.31×108mm4.
      最大拉应力бmax= ·y=229×106×325/(8。31×108)=90N/mm2
      最大剪应力τmax=2·V/A=2×14.6×103/[ ×(6502-6342)]=0.5N/mm2
      max
      ⑵.δ=8mm与δ=6mm,交接处
      截面惯性矩I= ×(d -d )= (4004-3884)=1.44×108mm4.
      最大拉应力бmax= ·y=28×106×200/(1。44×108)=39N/mm2
      最大剪应力τmax=2·V/A=2×5×103/[ ×(4002-3882)]=1。33N/mm2
      бmax
    六、地基承载力验算  ⑴.基础平面尺寸:b×h=2.5m,
        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=2.5×2.5×2.5×20=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
           =229/1.4+27×2.5/1.4×2.5=185KN·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。(扬州金豆照明提供)

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