高杆灯受力计算方法.doc

高杆灯受力计算方法一、设计条件⑴.基本数据:灯塔距地面高度30m,方形基础平面尺寸为4m×4m,,灯杆截面为正十二边形,计算时简化为圆形,顶部直径D为280mm,根部直径D为650mm,厚度自顶端至底端分三段。δ=6mm,长10m,δ=8mm,长10m,δ=8mm,长10m。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3800mm,厚度简化为200mm,高杆灯总重为Fk=40KN。⑵.自然条件:当地基本风压Wo=,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,。⑴.灯盘:高度为30m,μz=,μs=,μr= ­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+()= WK=βz·μs·μz·ur·Wo =××××= ⑵.灯杆:简化为均布荷载,高度取15m, μz=,μs=,μr= βz=1+=1+()=, WK2=βz·μs·μz·ur·Wo =××××=、内力计算⑴.底部(δ=8mm) 弯矩设计值:M=M灯盘+M灯杆 M=γQ×WK1×××30+γQ×WK2××30×15 =××××30+×××30×15 =426KN·m 剪力设计值:V=V灯盘+V灯杆 V=γQ×WK1××+γQ×WK2××30 =×××+×××30 =27KN ⑵.δ=8mm与δ=6mm,交接处弯矩设计值: M=γQ×WK1×××10+γQ×WK2×(+)×10×5 =××××10+××(+)×10×5 =51KN·m 剪力设计值: V=γQ×WK1××+γQ×WK2×(+)×10 =×××+××(+)×10 =9KN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=8mm) 截面惯性矩I=×(d-d)=(6504-6344)=×108mm4. 最大拉应力бmax=·y=426×106×325/(×108)=167N/mm2 最大剪应力τmax=2·V/A=2×27×103/[×(6502-6342)]=