消防炮塔架計(jì)算書

1、最新 精品 Word 歡迎下載 可修改消防炮塔架計(jì)算書一、 主要要求：1、 型鋼格構(gòu)式塔架，落于泵船甲板上。2、 上層炮標(biāo)高16.0m，自重120Kg，水平后座力4.12kN。下層炮標(biāo)高13.5m，自重120Kg，水平后座力2.2kN。3、 南京大廠鎮(zhèn)江邊。二、 設(shè)計(jì)概況：1、 抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.1g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組.2、 基本風(fēng)壓0.4kN/，地面粗糙度為A類(空曠地帶)，工程的安全等級(jí)為一級(jí)(參照高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì))。3、4、1.2G+1.4W+1.40.7L 式中，G為自重等永久荷載W為風(fēng)荷載L為活荷載5、 考慮到平時(shí)檢修及消防炮使用時(shí)人員的上下，采用大型角

2、鋼格構(gòu)式塔架，尺寸如下：三、 塔架構(gòu)件選擇說明：1、 滿足大型格構(gòu)式柱的構(gòu)造要求：斜綴條與水平綴條的夾角宜在4070內(nèi)，水平綴條不小于L635，斜綴條不小于L756。2、 節(jié)點(diǎn)板的厚度由構(gòu)造決定，選用10mm厚鋼板，焊腳尺寸取8mm。3、 除塔架柱腳處的水平綴條連在柱分肢的外側(cè)，其他所有綴條。包括斜綴條和水平綴條均連在柱分肢的內(nèi)側(cè)，塔身外表平整，便于運(yùn)輸；根據(jù)業(yè)主要求，塔架用螺栓連接。4、 塔架可以在工廠分段制作，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接。5、 格構(gòu)式柱（塔架）采用分離式柱腳，柱腳底板由計(jì)算確定，且應(yīng)不小于20mm厚；錨栓直徑亦由計(jì)算確定，且應(yīng)不小于20mm，孔徑為螺栓直徑的1.5倍，墊板孔徑比螺栓大2m

3、m。四、 風(fēng)荷載的計(jì)算：按高聳規(guī)范執(zhí)行。 W=ZSZr0式中： 0=1.1 0.4=0.44kN/(1.1為工程重要性一級(jí)要求，0.4為南京的基本風(fēng)壓)Z為風(fēng)振系數(shù)：根據(jù)荷載規(guī)范GB50009-2022附錄E，高聳結(jié)構(gòu)的基本自振周 期T1=(0.0070.013)H，本工程為鋼結(jié)構(gòu)，取T1=0.013 16.0=0.208sec;另根據(jù)高聳規(guī)范第3.2.7條，T10.25sec時(shí)不考慮風(fēng)振影響，即Z=1.0 S為風(fēng)荷載體型系數(shù)，取2.6(偏于安全取規(guī)范的高值) Z為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按高度16m的取值為1.52 r為風(fēng)荷載重現(xiàn)期調(diào)整系數(shù)，為1.2 W =1.02.61.521.20.44=2.

4、09kN/五、 柱分肢角鋼L14014和綴條角鋼L10010的截面特性：角鋼截面示意角鋼L14014：肢寬L=140mm，肢厚tf=14mm，A=3757平方毫米Wxmin=68744(mm)3 Ix=6888100(mm)4Ix0=10935600(mm)4Iy0=2840600(mm)3Wx0=110466(mm)3Wy0=50467(mm)3Ix=42.8mmIx0=54mmIy0=27.5mmZ0=39.8mmG=29.492Kg/m角鋼L10010：肢寬L=100mm，肢厚tf=14mmA=1926.1(mm)2Wxmin=25060(mm)3 Ix=1795100(mm)4Ix0=

5、2846800(mm)4Iy0=743500(mm)3Wx0=4260(mm)3Wy0=18540(mm)3Ix=305mmIx0=384mmIy0=196mmZ0=28.4mmG=15.12Kg/m六、計(jì)算格構(gòu)式柱的柱身1500mm高的材料重量及總重：分肢角鋼：L14014， 29.4921.64=188.8 KgL10010水平角鋼：15.121.64=96.8 Kg L10010斜向角鋼：15.121.84=108.9 Kg節(jié)點(diǎn)板：0.30.60.0178004=56.2 Kg合計(jì)：188.8+96.8+108.9+56.2=450.7 Kg考慮計(jì)入爬梯及附屬設(shè)備等，1600mm高柱重取

6、1.1450.7=495.77 Kg柱全高重：495.7710(節(jié))=4957.7Kg=49.58 kN七、求塔架內(nèi)力：控制截面在塔底風(fēng)荷載沿高度的線載=1.602.09=3.344 kN/m塔底軸力設(shè)計(jì)值：3.344kN/m12.0mN=49.581.2=59.50kN彎矩設(shè)計(jì)值：M=1/23.344(風(fēng))16.021.4+(4.1216.0+2.213.5)(后座力)1.40.7=599.2+93.7=692.9 kNm剪力設(shè)計(jì)值：V=3.34416.01.4+(4.12+2.2)1.40.7 =74.91+6.2=81.1 kN查規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范知，格構(gòu)式柱的軸心受壓構(gòu)件的截面分類為b

7、類。八、驗(yàn)算塔架柱的整體穩(wěn)定性、整體強(qiáng)度、柱分肢的穩(wěn)定性、柱分肢的強(qiáng)度以及綴條的有關(guān)計(jì)算：1. 塔架為格構(gòu)式柱（大型），屬壓彎構(gòu)件，整體穩(wěn)定性的計(jì)算公式為：N/XA+mxMx/W1x(1-XN/NEX) f (a) 式中：mx取1.0（懸壁構(gòu)件類） 格構(gòu)式柱IX=68881002+37572（800-39.8）2 2 =87121064 ix=squr(IX/A)=squr(8712106/15028)=761.4 X=2H/ix=216000/761.4=42.0150 （可以） 查表X=0.891 NEX=2EA/2XO式中：XO=sqr(2X+40A/AX)= sqr(422+40150

8、28/3852)=43.8則NEX=3.14220610315028/43.82=15.91106NW1X=8712106/800=10.891063 (a)公式左邊=59.5103/(0.89115028) + (1.0692.9106)/1.010.89106（1-0.89159.5103/15.91106） = 4.44+63.84=68.28 N/mm2f=215 N/mm2（可以）2格構(gòu)式柱的整體強(qiáng)度計(jì)算：公式：N/An+Mx/xWnxf (b)式中：N=59.5103 N An=0.915028=13525mm2 Mx=692.9 kNm=692.9106Nmm x=1.0 Wnx

9、=0.910.89106=9.8106 mm3 (b)公式左邊=59.5103/13525+692.9106/1.09.8106=4.40+70.70=75.1 N/mm2 f=215N/mm2 (可以)2、 柱身分肢（單肢）的穩(wěn)定性驗(yàn)算：按實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件計(jì)算 軸力公式：N1=NY1/2a+Mx/2a 式中：N=59.5103 N Y1=800-39.8=760.2 mm a=2Y1=2760.2=1520.4 mm Mx=692.9 kNm N1=59.5103760.2/（21520.4）+692.9106/21520.4 =14875+227868=242743 N=242.7 kN

10、 分肢計(jì)算長(zhǎng)度：l0=0l=0.51600=800 mm y0= l0/iy0=800/27.5=29.1，小于格構(gòu)式柱轉(zhuǎn)換長(zhǎng)細(xì)比的0.7倍，即0.7x42=29.4（可以）查表：=0.938 分肢穩(wěn)定性計(jì)算公式：N1/Af左式242.7103/（0.9383757）=68.9 N/mm2f=215N/mm2 (可以)4、柱分肢強(qiáng)度驗(yàn)算公式： =N1/Anf N1/An=242.7103/0.93757=71.8 N/mm2f (可以)5、綴條的計(jì)算： 長(zhǎng)細(xì)比：0x=sqr(x2+40A/A1x) 式中：由第前面計(jì)算知x=42 A1x=21926.1=3852 mm2 A=3757 mm2 0

11、x=sqr(422+403757/3852)=42.5 查表， =0.889 剪力V=(Af/85)sqr(fy/235) 式中 A=3757 mm2，f=215 N/mm2，fy=345 N/mm2 則 V=(3757215/85)sqr(345/235)=11514N=11.51kN選用Q235鋼C級(jí)普通螺栓d=16mm連接綴條和柱分肢，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)684頁(yè)：螺栓受拉的承載力設(shè)計(jì)值為26.6kN，受剪的承載力設(shè)計(jì)值為26.1kN。剪力由綴條平面承擔(dān)時(shí)，綴條內(nèi)力按桁架腹桿來分析 斜綴條的軸力： N1=V1/ncos 式中：V1=V/2=11.51/2=5.76 kN 故 N1=5.761

12、03/2cos50=4073 N=4.073kN26.6 kN （可以）(a) 綴條的穩(wěn)定驗(yàn)算：強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù)=0.6+0.0015公式：=N1/（A）f式中：A=1926.1 mm2計(jì)算長(zhǎng)度：l0=1.01800=1800 mm x0=l0/ix0=1800/19.6=91.8 故=0.608， =0.6+0.001591.8=0.738=4.073103/0.6081926.1=3.48 N/mm2f=2150.738 =158.7 N/mm2 (可以)(b)綴條的強(qiáng)度驗(yàn)算： =N1/An=4.073103/0.91926.1=2.35 N/mm2f (可以)九、格構(gòu)式柱腳設(shè)計(jì)：分離式

13、鉸接基礎(chǔ)1 由于塔架的柱分肢的距離較大，采用分離式柱腳。柱腳由底板、錨栓組成。每個(gè)分肢角鋼的壓力: N1=692.9/(1.522)+59.5/4=227.9+14.88=242.8 kN每個(gè)分肢角鋼的拉力: N1=692.9/(1.522)-59.5/4=227.9-14.88=213.0 kN每個(gè)分肢角鋼的剪力: V=81.1/4=20.3 kN底板的平均壓應(yīng)力：N1/(bli)=242.8103/(300300)=2.70N/mm2，小于C20砼的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc9.6 N/mm2，故柱腳處的砼局部受壓滿足要求。2 底板的厚度t計(jì)算：底板受砼的反力，為懸臂板。計(jì)算公式：tsqr(5

14、M/f)式中：M0.5a20.52.70110216335Nmmt=sqr(516335/215)19.5mm，取20mm厚底板。3. 地腳螺栓的設(shè)計(jì)： Q235鋼螺栓所需的有效總面積為：AeN/fta213.0103/170=1253mm2若每個(gè)柱分肢設(shè)4個(gè)螺栓，則每個(gè)螺栓的有效面積需要1253/4=313mm2選用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)直徑為24mm的普通螺栓，實(shí)際面積有352.5mm2塔架在風(fēng)載的作用下產(chǎn)生的總水平剪力為：V=81.1 kN,而此時(shí)柱腳底板與砼面的摩擦力F=N1=0.3（242.82）145 kN。所以，不必設(shè)置抗剪鍵。注意：如地面已經(jīng)形成，需用植筋方法來制作錨栓，參照有關(guān)植筋類技術(shù)手冊(cè)。十、塔架的工地拼接要求：塔架工地地面拼接時(shí)，亦即柱分肢角鋼的拼接。應(yīng)盡量