验算目的
通过验算验证中杆灯主杆、上主杆强度及位移、地脚螺栓强度、法兰连接强度是否满足规范要求,并进行抗震验算,确定地震作用下上述构件及部位强度是否满足规范要求。
验算依据
1、GB-《建筑结构可靠性设计统一标准》;
2、GB-《工程结构可靠性设计统一标准》;
3、GB-《建筑结构荷载规范》;
4、GB-《高耸结构设计标准》;
5、GB-《钢结构设计标准》;
6、GB-(年版)《建筑抗震设计规范》;
7、DLT-《架空送电线路钢管杆设计技术规定》;
8、CECS-《钢结构单管通信塔技术规程》
9、中杆灯灯杆图纸及其他相关资料;
10、适用地自然条件。
验算内容
1、风荷载及自重荷载作用下的承载力及位移
进行风荷载及自重荷载计算,验算中杆灯主杆、上主杆强度及位移、地脚螺栓强度、法兰连接强度及顶点位移。
2、地震作用下的承载力
进行抗震计算,验算地震作用下中杆灯主杆、上主杆强度、地脚螺栓强度、法兰连接强度。
荷载分析
1、荷载与作用分类
荷载可分为永久荷载和可变荷载两类,永久荷载即结构及附属构件的自重、固定设备自重等,可变荷载为风荷载、安装检修荷载等。而作用通常为地震作用。
2、荷载组合
建筑结构设计按照使用过程中在结构上可能同时出现的荷载按照承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载组合,取各自的最不利组合进行设计。
强度计算
根据实际特征,其强度由风荷载控制,按荷载基本组合值中取最不利的效应设计值,按下式计算:
其中,永久荷载分项系数取1.3,可变荷载分项系数取1.5。
位移计算
对位移采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合,按照下列设计表达式进行设计:
C为结构正常使用要求的位移规定限制,按照有关建筑结构设计规范规定采用,本次计算采用荷载标准组合的效应设计值,按下式计算:
抗震计算
结构构件地震作用效应和其他荷载效应基本组合按照下式计算:
其中,重力荷载代表值分项系数γG为1.2,风荷载分项系数γw为1.4,风荷载组合系数ψw为0.2。水平地震为主时,水平地震分项系数γEh为1.3,竖向地震分项系数γEv为0.5;以竖向地震为主时,水平地震分项系数γEh为0.5,竖向地震分项系数γEv为1.3。本次计算中只考虑水平地震作用。
荷载计算过程
根据中杆灯灯杆,杆件上需要搭载设备设施需求,进行永久荷载布置,照明灯头及灯盘支架总荷载1kN;根据《建筑结构荷载规范》(GB-)中相关规定计算风荷载标准值,风荷载体型系数、风压高度变化系数、基本风压根据相应表格选用,根据灯杆自振周期计算不同高度处的风振系数。
照明灯头及灯盘支架:挂高按12米计算,计算点高度12米,设备挡风面积0.45×3=1.35㎡,根据相关规范,计算点风压高度变化系数为0.65,设备体型系数取1.3,根据公式计算12m处风振系数βz=3.。
假定计算杆件相关连接均为刚性连接,通过软件建立模型并进行杆身荷载布置,分析计算永久荷载工况杆身内力、风荷载工况杆身内力等,进行风荷载作用下杆身强度复核。
根据已有资料,结合相关规范进行抗震验算。
特征周期:Tg=0.75s;水平地震影响系数α1=0.08;重力荷载代表值Geq=9.5kN;结构总水平地震作用标准值Fek=0.76kN。F1=0.50kN;F2=0.10kN;F3=0.16kN。
验算结论
当灯杆所在地区基本风压≤0.45kN/㎡,地面粗糙度为C类时,杆身验算结论如下:
1、风荷载作用下主杆截面采用异形截面,QB杆身材料强度和连接处强度满足规范要求,顶点位移满足规范要求;
2、基础法兰盘尺寸及用材、加劲板尺寸、地脚螺栓等强度满足规范要求;
3、强、弱电门操作孔均设置12mm加强圈,门框均为6mm,门盖均为4mm;
4、杆身与法兰盘焊接连接时,连接环焊缝高度不小于6mm,杆身应进入法兰盘,切坡口;杆身与加劲板连接焊缝高度不小于6m,围焊、满焊;法兰盘与加劲板连接焊缝高度同加劲板厚,围焊、满焊;
5、风荷载作用下,杆顶位移、灯盘架与上主杆连接处强度满足规范要求;
6、地震作用下,各部位强度均满足规范要求。
中钢国检实力
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