20米高杆灯受力计算书应怎么写

　　一、设计条件

　　⑴．基本数据：灯盘距地面高度约20m，方形基础平面尺寸为3m×3m，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200mm，根部直径D400mm，厚度自顶端至底端分两段。δ=6mm，长10.9m，δ=6mm，长10.9m。材料为上海宝钢生产的低合金钢，Q/BQB303SS400,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2200mm，厚度简化为200mm，高杆灯总重约为Fk=40KN。

　　⑵．自然条件：当地基本风压Wo=0.75KN/m2，地基土为淤泥质粘性土，地承载力特征值fak=60KN/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=18KN/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

　　二、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0.2m，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

　　=2.04×0.5×1.42×1.2×0.75=1.30KN/m2

　　⑵．灯杆：简化为均布荷载，高度取10.9m，

　　μz=1.4,μs=0.59,μr=1.2

　　βz=1+=1+（）=2.16，

　　WK2=βz·μs·μz·ur·Wo

　　=2.16×0.59×1.14×1.2×0.75=1.31KN/m2

　　三、内力计算

　　⑴．底部（δ=6mm）

　　弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆

　　M=γQ×WK1×0.2×2.2×21.5+γQ×WK2×21.5×10.9

　　=1.4×1.3×0.2×2.2×21.5+1.4×1.31×21.5×10.9

　　=447KN·m

　　剪力设计值：V=V灯盘+V灯杆

　　V=γQ×WK1×0.2×2.2+γQ×WK2×21.5

　　=1.4×1.3×0.2×2.2+1.4×1.31×21.5

　　=40KN

　　⑵．δ=6mm与δ=6mm，交接处

　　弯矩设计值：

　　M=γQ×WK1×0.2×2.2×10.9+γQ×WK2×（0.28+）×10.9×2=1.4×1.3×0.2×2.2×10.9+1.4×1.31×（0.28+）×10.9×2=48.7KN·m

　　剪力设计值：

　　V=γQ×WK1×0.2×2.2+γQ×WK2×（0.28+）×10.9

　　=1.4×1.3×0.2×2.2+1.4×1.31×（0.28+）×10.9

　　=20.8KN

　　四、在风荷载作用下的强度复核（未考虑高杆灯自重）

　　⑴．底部（δ=6mm）

　　截面惯性矩I=×（d－d）=（6504－6344）=8.31×108mm4.最大拉应力бmax=·y=426×106×325/(8.31×108)=167N/mm2

　　最大剪应力τmax=2·V/A=2×27×103/[×（6502－6342）]=3.3N/mm2max

　　⑵．δ=6mm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=51×106×200/（1.44×108）=70.8N/mm2最大剪应力τmax=2·V/A=2×9×103/[×（4002－3882）]=2.4N/mm2бmax

　　五、地基承载力验算

　　⑴．基础平面尺寸：b×h=3×3m，

　　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=3×3×2.5×20=450KN

　　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

　　=426/1.4+27×2.5/1.4×2.5=353KN·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。

　　六、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，一般为方形混凝土独立基础，底面积尺寸和配筋由计算确定或厂家提供图纸。