路燈基礎(chǔ)的受力分析與計算-天府照明(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上路燈基礎(chǔ)的受力分析與計算作者：吳穎（高工） 成都市城市照明管理處 摘要：本文對埋設(shè)于平坦場地土壤中的路燈基礎(chǔ)進(jìn)行了受力分析，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，詳細(xì)說明了地基承載力和傾覆穩(wěn)定的計算方法，對路燈基礎(chǔ)的設(shè)計有一定參考價值。關(guān)鍵詞：路燈基礎(chǔ)；地基承載力； 傾覆穩(wěn)定。 1. 基礎(chǔ)承受的荷載埋設(shè)于平坦場地土壤中的路燈基礎(chǔ)承受如下荷載：(1)永久荷載，如燈桿、燈具、燈架的重量，基礎(chǔ)自重、土壓力等。(2)可變荷載，如風(fēng)荷載、雪荷載、積灰荷載等。(3)偶然荷載，如撞擊力等。2. 地基承載力計算2.1 受力分析當(dāng)燈桿、燈具、燈架呈現(xiàn)中心對稱形式時，基礎(chǔ)承受軸心荷載,否則基礎(chǔ)承受偏心荷載

2、。 當(dāng)軸心荷載作用時，應(yīng)滿足：Pfa 當(dāng)偏心荷載作用時，應(yīng)滿足： Pmax1.2fa上式中：P 基礎(chǔ)底面處的平均壓力設(shè)計值，kPa；Pmax 基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力設(shè)計值，kPa；fa 修正后的地基承載力特征值，kPa。 2.2 基礎(chǔ)底面的壓力P當(dāng)軸心荷載作用時:P=(F+G)/A ，式中： A 基礎(chǔ)底面面積，m2；F 上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向壓力設(shè)計值，kN；G 基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重，kN，當(dāng)基礎(chǔ)為直柱型時，G=V； V基礎(chǔ)體積，m3； 鋼筋混凝土自重，kN/m3，查GB50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄A常用材料和構(gòu)件的自重 取25 kN/m3 ； 當(dāng)偏心荷載作用時： Pmax =

3、(F+G)/A+Mk/W ，式中：Mk作用于基礎(chǔ)底面的力矩，kN/m；W 基礎(chǔ)底面的抵抗矩，m3。 當(dāng)偏心荷載作用，且偏心距e>b/6時 ，Pmax=2（F+G）/3la，式中 l垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長，m； A合力作用至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離，m。 2.3 地基承載力當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，修正后的地基承載力特征值 fa= fak+b(b-3)+ ds(ht-0.5)式中：fa 修正后的地基承載力特征值，kPa；fak 地基承載力特征值，參考架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定（DL/T 5219-2005）附錄E地基土(巖)承載力特征值及分類，kPa；s 基

4、礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，見表1，kN/m3；b、d 基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基地下土的類別查表2確定； 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；b 基礎(chǔ)底面寬度，當(dāng)基礎(chǔ)寬小于3m時按3m取值，大于6m時按6m取值，對長方形底面取短邊、圓形底面取A(A 為底面面積)，m；ht 基礎(chǔ)埋設(shè)深度，m。表1 土的加權(quán)平均重度s土名粉土及粉質(zhì)粘土粉土砂土堅硬、硬塑可塑軟塑密實中密稍密礫砂粗、中砂細(xì)砂粉砂s (kN/m3)17161517161519171615注：基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)考慮地下水位季節(jié)性變化的影響。位于地下水位以下的基礎(chǔ)重度和土體重度應(yīng)按浮重度考慮：一般混凝土基礎(chǔ)的浮

5、重度取12kN/m3；鋼筋混凝土基礎(chǔ)的浮重度取14kN/m3；土的浮重度應(yīng)根據(jù)土的密實度取8kN/m311kN/m3。表2 承載力修正系數(shù)土的類別寬度修正系數(shù)b深度修正系數(shù)d淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土e或IL不小于0.8的粘性土01.0紅粘土含水比W0.801.2含水比W0.80.151.4大面積壓實填土壓實系數(shù)大于0.95、粘粒含量C10%的粉土01.5最大干密度大于2.1t/m3的級配砂石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、細(xì)砂（不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài)）2.03.0中砂、粗砂、礫砂和碎石土

6、3.04.4注：強風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石，可參照所風(fēng)化成的相應(yīng)土類取值，其他狀態(tài)下的巖石不修正。3. 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定計算3.1 受力分析基礎(chǔ)應(yīng)滿足Mj f M0 ，式中：f 傾覆穩(wěn)定系數(shù)，參考(GB 50061-97) 66kv及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范第10.0.10的規(guī)定，取1.5；M0 作用于基礎(chǔ)的極限傾覆力矩， M0 = Wk H，kN*m；H 基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)水平作用的作用點 至設(shè)計地面處的距離，m；Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN； Mj 基礎(chǔ)的極限傾覆力矩，Mj = mb K0 ht3/，kN*m；m 土壓力參數(shù)，按表6確定，kN/m3；b 基礎(chǔ)底面寬度，對長方形底面取短邊、圓形底面取A(A為底面

7、面積)，m； 根據(jù)H/ ht按表7取值；K0 空間增大系數(shù)，根據(jù)ht/b和 等代內(nèi)摩阻角按表8取值；ht 基礎(chǔ)埋設(shè)深度，m。3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk垂直于燈桿、燈具、燈架表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：Wk =zszW0Af式中：Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN；z 風(fēng)振系數(shù)，按表3取用；s 風(fēng)載體型系數(shù)，按表4取用；z 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按表5取用；W0 基本風(fēng)壓，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）第7.1.2條規(guī)定，取0.3kN/m2； Af 迎風(fēng)面積，m2。 表3 風(fēng)振系數(shù)z桿高（m）20304050z1.01.21.212注：中間值按插入法計算表4 風(fēng)載體型系數(shù)s斷面形狀環(huán)形及十

8、六邊形以上十二邊形八邊形及六邊形四邊形s09111216注：已包括桿身附件的影響表5 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z離地面高（m）101520304050z0.881.001.101.251.371.47注：中間值按插入法計算表6 等代內(nèi)摩阻角、土壓力參數(shù)m土名粉土、粉質(zhì)粘土堅硬、硬塑；密實的粉土粘土、粉質(zhì)粘土可塑：中密的粉土粘土、粉質(zhì)粘土軟塑：稍密的粉土粗砂、中砂細(xì)砂、粉砂等代內(nèi)摩阻角35o30o15o35o30o土壓力參數(shù)mkN/m36348266348注：本表不包括松散狀態(tài)的砂土和粉土表7值H0/h0.100.250.501.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.

9、082.941.325.317.714.112.613.111.811.611.311.211.011.0注：中間值按插入法計算表8 K0值15o30o30o35o土名粘土、粉質(zhì)粘土、粉土粉砂、細(xì)砂粘土粉質(zhì)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

10、.461.291.621.511.3331.201.351.221.461.381.2521.131.231.151.311.251.1611.071.121.081.151.131.08081.051.091.061.121.101.07061.041.071.051.091.081.054. 路燈基礎(chǔ)計算例題已知本地土質(zhì)是可塑性粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值fak=170kPa，假設(shè)燈具安裝高度為9m、燈桿截面為環(huán)形且燈桿、燈具呈中心對稱形式，請問右圖所示基礎(chǔ)所能承受的燈桿、燈具的最大自重和迎風(fēng)面積是多少？ 解：當(dāng)燈桿、燈具呈現(xiàn)中心對稱形式時，基礎(chǔ)承受軸心荷載。 1、地基承載力計算： 本題中，

11、地基承載力特征值fak=170 kPa ，基礎(chǔ)底面寬度是0.6m b=3 m， 基礎(chǔ)埋設(shè)深度ht=1.5 m,基礎(chǔ)底面面積A=0.6×0.6=0.36 m2， 基礎(chǔ)體積V=A·ht=0.36×1.5=0.54 m3,鋼筋混凝土自重=25kN/m3已知土質(zhì)是可塑性粉質(zhì)粘土， 查表2得：土的加權(quán)平均重度s=16kN/m3 ，查表2得：深度修正系數(shù)d=1， 答：基礎(chǔ)所能承受的燈桿、燈具的最大自重是53.46kN。 2、基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定計算： 本題中， H=9 m， 基礎(chǔ)埋設(shè)深度ht=1.5 m,基礎(chǔ)底面寬度b=0.6 m， ht/b=1.5/0.6=2.5， H/ ht =9/1.5=6， 傾覆穩(wěn)定系數(shù)f =1.5，基本風(fēng)壓W0 =0.3kN/m2, 查表3得：風(fēng)振系數(shù)z =1， 查表4得：風(fēng)載體型系數(shù)s =0.9， 查表5得：風(fēng)壓高度變化系數(shù)z =0.88, 已知土質(zhì)是可塑性粉質(zhì)粘土， 查表6得： 土壓力參數(shù)m =48 kN/m3 ，等代內(nèi)摩阻角= 30o， 查表7得：