《路灯基础的受力分析与计算-天府照明.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路灯基础的受力分析与计算-天府照明.doc（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、路灯基础的受力分析与计算作者：吴颖（高工） 成都市城市照明管理处 摘要：本文对埋设于平坦场地土壤中的路灯基础进行了受力分析，并依据相关标准规范，详细说明了地基承载力和倾覆稳定的计算方法，对路灯基础的设计有一定参考价值。关键词：路灯基础；地基承载力； 倾覆稳定。 1. 基础承受的荷载埋设于平坦场地土壤中的路灯基础承受如下荷载：(1)永久荷载，如灯杆、灯具、灯架的重量，基础自重、土压力等。(2)可变荷载，如风荷载、雪荷载、积灰荷载等。(3)偶然荷载，如撞击力等。2. 地基承载力计算2.1 受力分析当灯杆、灯具、灯架呈现中心对称形式时，基础承受轴心荷载,否则基础承受偏心荷载。 当轴心荷载作用时，应满
2、足：Pfa 当偏心荷载作用时，应满足： Pmax1.2fa上式中：P 基础底面处的平均压力设计值，kPa；Pmax 基础底面边缘最大压力设计值，kPa；fa 修正后的地基承载力特征值，kPa。 2.2 基础底面的压力P当轴心荷载作用时:P=(F+G)/A ，式中： A 基础底面面积，m2；F 上部结构传至基础顶面的竖向压力设计值，kN；G 基础自重和基础上的土重，kN，当基础为直柱型时，G=V； V基础体积，m3； 钢筋混凝土自重，kN/m3，查GB50009-2001建筑结构荷载规范附录A常用材料和构件的自重 取25 kN/m3 ； 当偏心荷载作用时： Pmax =(F+G)/A+Mk/W
3、，式中：Mk作用于基础底面的力矩，kN/m；W 基础底面的抵抗矩，m3。 当偏心荷载作用，且偏心距eb/6时 ，Pmax=2（F+G）/3la，式中 l垂直于力矩作用方向的基础底面边长，m； A合力作用至基础底面最大压力边缘的距离，m。 2.3 地基承载力当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，修正后的地基承载力特征值 fa= fak+b(b-3)+ ds(ht-0.5)式中：fa 修正后的地基承载力特征值，kPa；fak 地基承载力特征值，参考架空送电线路基础设计技术规定（DL/T 5219-2005）附录E地基土(岩)承载力特征值及分类，kPa；s 基础底面以上土的加权平均重度，见表1
4、，kN/m3；b、d 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基地下土的类别查表2确定； 基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；b 基础底面宽度，当基础宽小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值，对长方形底面取短边、圆形底面取A(A 为底面面积)，m；ht 基础埋设深度，m。表1 土的加权平均重度s土名粉土及粉质粘土粉土砂土坚硬、硬塑可塑软塑密实中密稍密砾砂粗、中砂细砂粉砂s (kN/m3)171671615注：基础设计应考虑地下水位季节性变化的影响。位于地下水位以下的基础重度和土体重度应按浮重度考虑：一般混凝土基础的浮重度取12kN/m3；钢筋混凝土基础的浮重度取14kN/
5、m3；土的浮重度应根据土的密实度取8kN/m311kN/m3。表2 承载力修正系数土的类别宽度修正系数b深度修正系数d淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或IL不小于0.8的粘性土01.0红粘土含水比W0.801.2含水比W0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95、粘粒含量C10%的粉土01.5最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量C10%的粉土0.31.5粘粒含量C10%的粉土0.52.0e或IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.4注：强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相
6、应土类取值，其他状态下的岩石不修正。3. 基础倾覆稳定计算3.1 受力分析基础应满足Mj f M0 ，式中：f 倾覆稳定系数，参考(GB 50061-97) 66kv及以下架空电力线路设计规范第10.0.10的规定，取1.5；M0 作用于基础的极限倾覆力矩， M0 = Wk H，kN*m；H 基础上部结构水平作用的作用点 至设计地面处的距离，m；Wk 风荷载标准值，kN； Mj 基础的极限倾覆力矩，Mj = mb K0 ht3/，kN*m；m 土压力参数，按表6确定，kN/m3；b 基础底面宽度，对长方形底面取短边、圆形底面取A(A为底面面积)，m； 根据H/ ht按表7取值；K0 空间增大系
7、数，根据ht/b和 等代内摩阻角按表8取值；ht 基础埋设深度，m。3.2 风荷载标准值Wk垂直于灯杆、灯具、灯架表面上的风荷载标准值按下式计算：Wk =zszW0Af式中：Wk 风荷载标准值，kN；z 风振系数，按表3取用；s 风载体型系数，按表4取用；z 风压高度变化系数，按表5取用；W0 基本风压，参考建筑结构荷载规范（GB50009-2001）第7.1.2条规定，取0.3kN/m2； Af 迎风面积，m2。 表3 风振系数z杆高（m）20304050z1.01.21.212注：中间值按插入法计算表4 风载体型系数s断面形状环形及十六边形以上十二边形八边形及六边形四边形s09111216
8、注：已包括杆身附件的影响表5 风压高度变化系数z离地面高（m）1z0.881.001.101.251.371.47注：中间值按插入法计算表6 等代内摩阻角、土压力参数m土名粉土、粉质粘土坚硬、硬塑；密实的粉土粘土、粉质粘土可塑：中密的粉土粘土、粉质粘土软塑：稍密的粉土粗砂、中砂细砂、粉砂等代内摩阻角35o30o15o35o30o土压力参数mkN/m36348266348注：本表不包括松散状态的砂土和粉土表7值H0/h0.100.250.501.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.082.941.325.317.714.112.613.111.811.611
9、.311.211.011.0注：中间值按插入法计算表8 K0值15o30o30o35o土名粘土、粉质粘土、粉土粉砂、细砂粘土粉质粘土、粉土粗砂、中砂ht/b111.722.281.812.712.411.90101.652.161.732.562.281.8291.592.051.662.402.151.7481.521.931.582.232.021.6671.461.811.512.081.901.5761.391.701.441.931.771.4951.331.581.371.781.631.4141.261.461.291.621.511.3331.201.351.221.461.3
10、81.2521.131.231.151.311.251.1611.071.121.081.151.131.08081.051.091.061.121.101.07061.041.071.051.091.081.054. 路灯基础计算例题已知本地土质是可塑性粉质粘土，地基承载力特征值fak=170kPa，假设灯具安装高度为9m、灯杆截面为环形且灯杆、灯具呈中心对称形式，请问右图所示基础所能承受的灯杆、灯具的最大自重和迎风面积是多少？ 解：当灯杆、灯具呈现中心对称形式时，基础承受轴心荷载。 1、地基承载力计算： 本题中，地基承载力特征值fak=170 kPa ，基础底面宽度是0.6m b=3 m，
11、 基础埋设深度ht=1.5 m,基础底面面积A=0.60.6=0.36 m2， 基础体积V=Aht=0.361.5=0.54 m3,钢筋混凝土自重=25kN/m3已知土质是可塑性粉质粘土， 查表2得：土的加权平均重度s=16kN/m3 ，查表2得：深度修正系数d=1， 答：基础所能承受的灯杆、灯具的最大自重是53.46kN。 2、基础倾覆稳定计算： 本题中， H=9 m， 基础埋设深度ht=1.5 m,基础底面宽度b=0.6 m， ht/b=1.5/0.6=2.5， H/ ht =9/1.5=6， 倾覆稳定系数f =1.5，基本风压W0 =0.3kN/m2, 查表3得：风振系数z =1， 查表4得：风载体型系数s =0.9， 查表5得：风压高度变化系数z =0.88, 已知土质是可塑性粉质粘土， 查表6得： 土压力参数m =48 kN/m3 ，等代内摩阻角= 30o， 查表7得：=11.6， 查表8得：空间增大系数K0 =1.29。 答：基础所能承受的灯杆、灯具的最大迎风面积是3.37m2。 参考文献1建筑结构荷载规范（GB50009-2001）2混凝土结构设计规范（GB50010-2002）3架空送电线路钢管杆设计技术规定（DL/T 5130-2001）466kV及以下架空电力线路设计技术规范（GB50061-97）