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自立式钢烟囱基础顶面内力计算与基础设计钢烟囱基础顶面内力计算
一、钢烟囱基本信息烟囱直径;d=2500mm烟囱高度H=20000mm烟囱运行重量折合15T150kN
二、烟囱基础地震作用计算罐体基本自振周期1根据《烟囱设计规范》钢烟囱基本自振周期按如下公式计算,GB50051-2013T=
0.26+
0.24xlO2——1}1d式中,为结构基本自振周期;为结构高度;为烟囱直径已知代入公式H dH=20m,d=
2.5m,1求得Ti=
0.644s地震动设计参数2抗震设防烈度为度,设计地面基本加速度场地类别为类,地震分组为二组根
80.20g,HI据《构筑物抗震设计规范》表及得,对于多遇地震场地水平地震影响系数GB50191-
20125.L5-1最大值场地特征周期Omax=
0.16,Tg=
0.55s根据《烟囱设计规范》,取钢烟囱的阻尼比为根据条第款当构筑物阻尼比不等
0.
0120.05-y=
0.9+
20.3+6^于时、地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数需参考下述公式计算
0.05式中,/为曲线下降段的衰减指数;二为阻尼比代入数据求得7=
1.
01110.05-
30.08+
1.6^式中,%为阻尼调整系数,当小于时取为代入数据求得%根据条
0.
550.55=
1.
41670.55V0111xl.4167x
0.16=
0.
193254、
0.644,款图地震影响系数曲线故计算地震影响系数,1T.T\5T^且aoa=III dA^72^max水平地震作用计算3烟囱基本自振周期的等效总重力荷载根据条第款,结构总水平地震作Gcq=150kN5211用标准值则水平地震作用倾覆弯矩标准值
三、风荷载作用计算F=a%=
28.9875kN,/=EKEK风荷载标准值取计算1根据《建筑结构荷载规范》条第款,对垂直于建筑物表面的风荷载标准值,按照如下公1式计算,出掷%=o6式中,叫为风荷载标准值;民为高度处的风振系数;为风荷载体型系数;为风压高度变化z44系数;%为基本风压项目所在地年重现期基本风压为地面粗糙度类别为类
500.65kN/m2,B顺风向风振系数乩计算2根据《建筑结构荷载规范》条对于自振周期刀大于的高耸,
0.25s结构,需要考虑风压脉动对结构产生顺风向影响根据条,仅考虑结构第一振型的影响高度处的风振系数片按照如下公式计算,zA
(7)式中,g为峰值因子,取
2.5;人为10m高度名义湍流强度,对于B类地面粗糙度,取为
0.14;以为脉动风荷载的背景分量因子;为脉动风荷载的共振分量因子根据条,脉动风荷载的共R振分量因子按如下公式计算,89式中,力为结构第一阶自振频率,取为自振周期的倒数;底为地面粗糙度修正系数,对于类B粗糙度地面取为
1.0;加为结构阻尼比,取为001脉动风荷载的背景分量因子按下式计算,
(10)式中,族(Z)为结构第一阶振型系数,根据附录表GO2取值;”为结构总高度;0为脉动风荷载水平方向相关系数;为脉动风荷载垂直方向相关系数;对于粗糙度类高耸结构,系数晨2B10j5+50e—8/511Px—二50⑶依次取为及水平方向及竖直方向相关系数按下式计算,
0.
9100.218Pz KjH+60e—eO—6Q二12式中,为迎风面宽度;”为结构总高度)83风荷载体形系数从计算根据《建筑结构荷载规范》831条表
8.
3.1,从/[2=
4.06254,对于地面粗糙度类别为B类,故人//三近似认为烟囱表面光滑,按照线性插值计算
421.0,
4.0625,”/d=
20.0/
2.5=8,4=
0.5056)风压高度变化系数”计算4烟囱高度为故考虑、、三段处”取处”取
20.0m,〜10m10〜15m15〜20m10m
1.0015m
1.13,20m处〃z取
1.23高度z=
10.0m处,第一阶振型系数[(z)=
0.340;高度z=
15.0m处,第一阶振型系数]
(2)=
0.690;高度z=
20.0m处,第一阶振型系数0=
1.000具体计算如下)计算处的风荷载标准值1z=
10.0m,‘小一右30/.30x1/
0.644由9式,I1=/〃=/==
57.78016;Jk wVl.0x
0.65Y wuw0代入8式,H=I—X,=J兀57780162=].8714忸严l+.r N6x
0.011+
57.780162由代入、式,求得〃为为8=
2.5,H=
20.00,
11120.99174,
20.86486由表
8.
2.1,查得小为
1.000;由附录表求得Gz为
0.340o由以上数据代入公式10得,B=kHa^p^p=
0.910X2O.OO0218x
0.99174x
0.86486x丝丝二
0.5100代入公式74L L
1.00得,氏=l+2g/B Vl+/2=1+
22.
50.
140.5100V1+
1.87142=
1.7575X X X XO10z代入公式6得,w=^////w=
1.7575x
0.5056x
1.000x
0.65=
0.5776kN/m2k zs z0高度处的线风荷载为
10.00m F=
0.5776x
2.5=
1.4440kN/mo兀二30/_30x1/
0.644由9式,=
57.78016;1J.w%Y wu计算处的风荷载标准值2z=
15.0m/a、/c、T n71X.2I~7l
57.7801621er-代入式,8R=-7―—T=-----------------------------7-----------------5=1,8714忸严1+..R6x
0.011+
57.780162由代入、式,求得为为5=
2.5,=2020,
111200.99174,
20.86486由表821,查得〃为
1.130;由附录表G
0.2求得4z为
0.690由以上数据代入公式107得,B=kHa^po=
0.910x2O.OO0218x
0.99174x
0.86486x”也=
0.9158代入公式777z
1.130得,B=1+2g/B71+/2=1+2x
2.5x
0.14x
0.9158xVl+
1.87142=
2.3602□*L1Kz Llf代入公式6得,%=8从4%=
2.3602x
0.5056x
1.130x
0.65=
0.8765kN/n高度处的线风荷载为
15.00m F=
0.8765x
2.5=
2.1913kN/mo计算处的风荷载标准值3z=
20.0m由⑼式,坐=30x
30.644=
57.78016;小、x rx八\n xI,
57.
7801621.zo代入式,8R=——-----------------------------------------------------5=
1.871477l+xj-^6x
0.011+
57.780162由代入、式,求得幺为为8=
2.5,”=
20.00,111299174,
20.86486由表
2.1,查得人为
1.230;由附录表GQ2求得域z为
1.000由以上数据代入公式10得,B=kHa^po=
0.910x2O.OO0218x
0.99174x
0.86486=
1.2193代入公式
7771.230得,p=l+2g/B71+/2=1+
22.
50.
141.219371+
1.87142=
2.8110oX X X X71z代入公式6得,vv==
2.8110x
0.5056x
1.230x
0.65=
1.1363kN/m2k高度处的线风荷载为
20.00m F=
1.1363x
2.5=
2.8408kN/mo故风荷载对基础顶面的水平剪力标准值Fwk=l/2xl.4440xl0+l/2x
1.4440+
2.1913x5+l/2x
2.1913+
2.8408x5=
7.220+
9.08825+
12.58025=
28.8885kN;风荷载对基础顶面的倾覆弯矩标准值M=1/2L4440102/310+1/
21.4440+
2.1913x5x1/2x5+10+l/2x
2.1913+
2.8408XXXXXx5x1/2x5+15=38L891kN.m根据《构筑物抗震设计规范》第条,考虑水平地震及风荷载作用下的弯GB50191-
20125.4矩基本组合为水平地震风荷载M=L3x+L4xO.2x取转换系数为则作用在基础顶面附加弯矩标准值为
1.35,考虑水平地震及风荷载作用下的水平剪力基本组合为水平地震风荷载F=
1.3x+
1.4x
0.2x取转换系数为则作用在基础顶面附加剪力标准值为
1.35,
33.910kN钢烟囱基础设计:
一、基础平面尺寸确定取基础平面底座为基础高度〃为碎容重了取为则基础自重
4.0x
4.0m,
1.85m,26kN/m3,Gk=
4.02x
1.85x26=
769.6kNo基础顶面高出室外地面
0.500m,故此处无覆土重量已知上部罐体传至基础顶面的竖向力根据《建筑地基基础设计规范》第条Fk=150kNo GB50007-20115221款,F+G150+
769.65k kp.=-L=-------------------=
57.475攵〃〃k A
4.02对于偏心荷载作用时,「」F+G A/
358.350+
33.910x
1.85x6…k kk〃=---------L+_L=
57.475+--------------------』=
57.475+
39.477=
96.952%〃/kmax卬
4.03AF+G M,揄七」一节二
57.475-
39.477=
17.998kpa基础底面换填碎石垫层,地基承载力特征值取,取为则有且150kpa,Pk力,故基础尺寸满足承载力要求“krnaxL2
二、基础底板配筋计算由于基础没有变阶及柱子,故不需进行抗冲切及受剪承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》第条,GB50007-20118212A=———=---------
568.463x1°-------_
969.35mm2,折合为
242.34mm2/mo按照最小配筋必
0.
900.9x360x1850-40率配置基础底筋,计算面积为实配钢筋为则实配面积为
0.15%2775mm2/m,IH25@150,按照双向配置基础顶面配置双层双向分布筋,取每延米不小于底部钢筋面积的3272mm2/m,15%,实配钢筋为则实配面积为HI12@150,754mm2/m。