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1、高耸结构设计规范 GBJ135-90 第 1 章 总则 第 2 章 基本规定 第 3 章 荷载 3.1荷载分类 3.2风荷载 3.3裹冰荷载 3.4地震作用和抗震验算 第 4 章 钢塔架和桅杆结构 4.1一般规定 4.2钢塔桅结构的内力分析 4.3钢塔桅结构的变形和整体稳定 4.4纤绳 4.5轴心受拉和轴心受压构件 4.6偏心受拉和偏心受压构件 4.7焊缝连接计算 4.8螺栓连接计算 4.9法兰盘连接计算 第 5 章 钢筋混凝土圆筒形塔 5.1一般规定 5.2塔身变形和塔筒截面内力计算 5.3塔筒承载能力计算 5.4塔筒裂缝宽度计算 5.5钢筋混凝土塔筒的构造要求 第 6 章 地基与基础 6.
2、1一般规定 6.2地基计算 6.3刚性基础和板式基础 6.4基础的抗拔稳定和抗滑稳定 附录一 钢材及连接的强度设计值 附录二 轴心受压钢构件的稳定系数 附录三 塔筒水平截面受压区半角计算表 (正常使用状态 时) 附录四 圆筒形塔的附加弯矩计算 附录五 在偏心荷载作用下, 圆形、环形基础基底部分脱开 基土时,基底压力计算系数 、 附录六 基础和锚板基础抗拔稳定计算 附录七 本规范用词说明 第 1 章 总则 第 1.0.1 条为了在高耸结构设计中做到技术先进,经济合理、安全适 用、确保质量,特制订本规范。 第 1.0.2 条本规范适用于钢及钢筋混凝土高耸结构,如电视塔、拉绳 桅杆、发射塔、微波塔、
3、 石油化工塔、大气污染监测塔、烟囱、排气塔、 水塔、矿井架等。 第 1.0.3 条本规范是根据国家标准建筑结构设计统一标准 GBJ68-84 规定的原则制定的。符号、计量单位和基本术语是按现行国 家标准建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语的有关规定采 用。 第 1.0.4 条设计高耸结构时,除遵照本规范的规定外,尚应符合现行 国家标准建筑结构荷载规范、 钢结构设计规范 、 混凝土结构设计 规范 、 地基基础设计规范和建筑抗震设计规范等的有关规定。 有关专业技术问题尚应符合各专业规范、规程的要求。 第 1.0.5条设计高耸结构和选择结构方案时,应同时考虑施工方法 (包 括运输、安装)以及建成
4、后的环境影响,维护保养等问题。 第 2 章 基本规定 第 2.0.1 条本规范采用以概率论为基础的极限状态设计法,以可靠指 标度量高耸结构的可靠度,以分项系数设计表达式进行计算。 第 2.0.2 条极限状态分为下列两类: 一、承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最 大承载能力,或达到不适于继续承载的变形; 注:当考虑偶然事件时,应使主体承重结构不致丧失承载能力,允许 局部破坏,但不致发生倒塌。 二、正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正 常使用或耐久性能的有关规定限值。 第 2.0.3 条对于承载能力极限状态,高耸结构应根据其破坏后果(如 危及人的生命安全、
5、 造成经济损失、 产生社会影响等 )的严重性按表2.0.3 划分为两个安全等级。 高耸结构的安全等级表 2.0.3 安全等级高耸结构类型结构破坏后果 一级 二级 重要的高耸结构 一般的高耸结构 很严重 严重 注: 对特殊的高耸结构,其安全等级可根据具体情况另行规定。 结构构件的安全等级宜采用与整个结构相应的安全等级,对部分构件可按具体情况 调整其安全等级。 第 2.0.4 条对于承载能力极限状态,高耸结构构件应按荷载效应的基 本组合和偶然组合进行设计。 一、基本组合应采用下列极限状态设计表达式: 0( GCGGk+Q1CQ1Q1k+ n i=2ciQiCQiQik) R(.)(式 2.0.4)
6、 式中 ? 0高耸结构重要性系数,对安全等级为一级、二级的结构可分别 采用 1.1、1.0; ?G 永久荷载分项系数,一般情况可采用1.2,当永久荷载效应对 结构构件的承载能力有利时可采用1.0; Q1、Qi第一个可变荷载、其它第i 个可变荷载的分项系数,一般 情况可采用1.4,但对安装检修荷载可采用1.3,对温度作用可采用1.0; Gk永久荷载的标准值; Q1K 第一个可变荷载的标准值,该可变荷载的效应大于其它任何第 i 个可变荷载的效应; Qik除第一个可变荷载外,其它任何第i 个可变荷载的标准值; CG、CQ1、CQi 永久荷载、第一个可变荷载和其他任何第i 个可变荷 载的荷载效应系数;
7、 ci除第一个可变荷载外,其它任何第i 个可变荷载的组合值系数, 根据不同的荷载组合按本章第2.0.5 条规定采用; R(.) 结构构件的抗力函数。 二、偶然组合的极限状态设计表达式宜按下列原则确定: 1.只考虑一种偶然作用与其它可变荷载组合; 2.偶然作用的代表值不应乘分项系数; 3.与偶然作用同时出现的可变荷载可根据具体情况采用相应的代表值; 4.具体的设计表达式及各种系数值应按有关专业规范,规程的规定采 用。 第 2.0.5 条设计高耸结构时,对不同荷载基本组合,其可变荷载组合 值系数应分别按表2.0.5 采用: 可变荷载组合值系数表 2.0.5 荷载组合 可变荷载组合值系数 cWcJc
8、AcTcL G+W+L1.00.7 G+I+W+L0.251.0-0.7 G+A+W+J0.25-1.0-0.7 注: G 表示结构构件自重等永久荷载,W、A、I、T、L 分别表示风荷载、安装检修荷载、 裹冰荷载、温度作用和塔楼楼面或平台的活荷载。 对于带塔楼或平台的高耸结构,需要考虑雪荷载组合时,在组合、中, 雪的组合值系数cs取 0.5。 组合中,当基本风压值O 小于 0.3kN 燉 m2,wc燈 O 采用 0.3kN 燉 m2 在组合中、 、,当 WC燈 O 小于 0.15kN 燉 m2 时,wc燈 O 应采用 0.15kn, 燉 m2。 第 2.0.6条高耸结构抗震计算时基本组合应采用
9、下列极限状态设计表 达式: GCGGE+EhCEhEhk+EvCEvEvk+wwCwWkR/ RE(式 2.0.6) 式中 G重力荷载分项系数,一般情况应取1.2,当重力效应对构件承载 能力有利时宜取1.0; ?Eh、Ev 水平、竖向地震作用分项系数,应按表 2.0.6 的规定采用; 地震作用分项系数表 2.0.6 考虑地震作用的情况EhEv 仅考虑水平地震作用1.3不考虑 仅考虑竖向地震作用不考虑1.3 同时考虑水平与坚向地震作用1.30.5 w风荷载分项系数,应取1.4; GE 重力代表值,可按本规范第3.4.6 条采用; Ehk水平地震作用标准值; Evk竖向地震作用标准值; Wk风荷载
10、标准值; w抗震基本组合中的风荷载组合值系数,可取0.2; CG、CEh、CEv、CW 有关各类荷载与作用的作用效应系数,并应乘 以国家标准 建筑抗震设计规范GBJ11-89 中规定的效应增大系数或调 整系数; R 抗力,按本规范各章的有关规定计算; RE抗力抗震调整系数, 对钢及钢筋混凝土高耸结构均取0.8,对焊 缝取 1.0。 第 2.0.7 条对于正常使用极限状态,应根据不同的设计目的,分别按 荷载效应的短期组合和长期组合进行计算,其变形、裂缝等计算值不应 超过相应的规定限值。 一、短期效应组合 CGGk+CQ1Q1k+ ni=2 ciCQiQik (式 2.0.7-1) 二、长期效应组
11、合 CGGk+ ni=1 qiCQiQik (式 2.0.7-2) 式中 ci短期效应组合时,除第一个可变荷载外,其它任何第i 个可变 荷载的组合值系数; qi长期效应组合时,任何第i 个可变荷载的准永久值系数。 第 2.0.8 条高耸结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列规定: 一、在风荷载 (标准值 )作用下, 高耸结构任意点的水平位移不得大于该 点离地高度的1燉 100。对桅杆结构,注意层间的相对水平位移,尚不 得大于该层间高度的1 燉 100. 二、对于装有方向性较强(如电视塔、 微波塔 )或工艺要求较严格的设备 (如石油化工塔 )的高耸结构,在不均匀日照温度或风荷载(标准值 )作用
12、 下,在设备所在位置处的塔身转角,应满足工艺要求。 三、在风荷载的动力作用下,设有游览设施的塔,在游览设施所在位 置处的塔身振动加速度及水平振幅应满足正常使用要求。 四、在各种荷载标准值组合作用下,钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度 不应大于 0.2mm。 注:上述控制条件适用于一般情况,当有其它特殊要求时可按各专业 规范规程的规定采用。 第 3 章 高耸结构设计规范 3.1 荷载分类 第 3.1.1 条高耸结构上的荷载可分为下列三类: 一、永久荷载:结构自重、固定的设备重、物料重、土重、土压力、 线的拉力等; 二、可变荷载:风荷载、裹冰荷载、地震作用、雪荷载、安装检修荷 载、塔楼楼面或平台的活荷载
13、、温度变化、地基沉陷等; 三、偶然荷载:导线断线等。 注:地震设防烈度6 度时,地震作用可作为偶然荷载。 第 3.1.2 条本规范仅列出风荷载、裹冰荷载及地震作用的标准值,其 它荷载应按现行国家标准建筑结构荷载规范的规定采用。 3.2 风荷载 第 3.2.1 条作用在高耸结构单位面积上的风荷载应按下式计算: zszr0(式 3.2.1) 式中 作用在高耸结构单位面积上的风荷载(kN/m) ; 0基本风压 (kN/m 2)应按本章第 3.2.2 条、 第 3.2.3 条和第 3.2.4 条的 规定采用; r 重现期调整系数,对一般高耸结构可采用1.1,对重要的高耸结 构可采用 1.2; zz 高
14、度处的风压高度变化系数,应按本章第3.2.5 条的规定采用; s 风荷载体型系数,可按本章第3.2.6 条的规定采用; z z 高度处的风振系数,可按本章第3.2.7 条至第 3.2.10 条的规定 采用。 第 3.2.2 条基本风压 O 系以当地比较空旷平坦地面、离地10m 高、 统计 30 年一遇的10min 平均最大风速为标准,其值应按现行国家标准 建筑结构荷载规范的规定采用,但对高耸结构不得小于0.3kN 燉 m2。 第 3.2.3条山区及偏辟地区的基本风压应通过实地调查和对比观察经 分析确定。一般情况可按附近地区的基本风压乘以下列调整系数采用: 山间盆地、谷地等闭塞地形0.75-0.
15、85 与风向一致的谷口、山口1.2-1.5 注:山顶或山坡的基本风压可根据山麓基本风压近似地按高度变化规 律推算。 第 3.2.4 条沿海海面和海岛的基本风压,当缺乏实际资料时,可按邻 近陆上基本风压乘以表3.2.4 规定的调整系数采用: 海面和海岛基本风压调整系数表 3.2.4 海面和海岛距海岸距离(km)调整系数 10 40-60 60-100 1.0 1.0-1.1 1.1-1.2 第 3.2.5 条风压随高度的变化规律与地面粗糙度有关,地面粗糙度可 分为下列三类: A 类指近海海面、小岛及大沙漠等: B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇和大 城市的郊区; C 类指
16、有密集建筑群和较多高层建筑的大城市市区。 风压高度变化系数z表 3.2.5 离地面或海面高度(m) 地面粗糙度类别 ABC 5 10 15 20 30 40 50 60 70 1.17 1.38 1.52 1.63 1.80 1.92 2.03 2.12 2.20 0.80 1.00 1.14 1.25 1.42 1.56 1.67 1.77 1.86 0.54 0.71 0.84 0.94 1.11 1.24 1.36 1.46 1.55 80 90 100 150 200 250 300 350 400 2.27 2.34 2.40 2.64 2.83 2.99 3.12 3.12 3.1
17、2 1.95 2.02 2.09 2.38 2.61 2.80 2.97 3.12 3.12 1.64 1.72 1.79 2.11 2.36 2.58 2.78 2.96 3.12 第 3.2.7 条高耸结构应考虑由脉动风引起的风振影响,当结构的基本 自振周期小于0.25s 时,可不考虑风振影响。 注:高耸结构计算风振时的基本自振周期可按现行国家标准建筑结 构荷载规范的规定计算。 第 3.2.8 条自立式高耸结构在高度处的风振系数可按下式确定: z1+. 1. 2 (式 3.2.8) 式中 脉动增大系数,按表3.2.8-1 采用; 1 风压脉动和风压高度变化等的影响系数,按表3.2.8-2
18、采用。 2 振型、结构外形的影响系数,按表3.2.8-3 采用。 注:对于上部用钢材、下部用钢筋混凝土的结构,可近似地分别根据 钢和钢筋混凝土由表3.2.8-1 查取相应的值,并计算各自的风振系数。 脉动增大系数表 3.2.8-1 OT2(KN/s2/m2) 结构类别 钢结构钢筋混凝土结构 0.01 0.05 0.10 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 20.00 1.47 1.73 1.88 2.04 2.24 2.36 2.46 2.53 2.80 3.09 3.28 3.42 3.54 3.91 1.11 1.18 1.
19、23 1.28 1.34 1.38 1.42 1.44 1.54 1.65 1.72 1.77 1.82 1.96 39.004.142.06 注: 对于 H 200m 的钢筋混凝土筒体,上表脉动增大系数 值可乘以 1.1 采 用。 风压脉动和风压高度变化等的影响系数1表 3.2.8-2 总高度 H(m) 地面粗糙度类别 BC 10 20 40 60 80 100 150 200 250 300 350 400 0.57 0.51 0.45 0.42 0.39 0.37 0.33 0.30 0.27 0.25 0.25 0.25 0.72 0.63 0.55 0.50 0.45 0.43 0.
20、37 0.34 0.31 0.28 0.27 0.27 0.93 0.79 0.69 0.59 0.54 0.50 0.43 0.38 0.34 0.31 0.29 0.27 振型、结构外形的影响系数2表 3.2.8-3 相对高度 h/H 结构顶部和底部的宽度比 1.00.50.30.20.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1.00 0.89 0.78 0.66 0.54 0.42 0.31 0.20 0.11 0.04 0.88 0.83 0.76 0.66 0.56 0.44 0.32 0.22 0.11 0.04 0.76 0.73(0.
21、79) 0.67(0.77) 0.60(0.70) 0.51(0.60) 0.41(0.48) 0.31(0.35) 0.22 0.12 0.04 0.66 0.65(0.76) 0.61(0.78) 0.55(0.73) 0.48(0.64) 0.40(0.51) 0.30(0.38) 0.2(0.25) 0.13 0.05 0.56 0.57(0.84) 0.57(0.96) 0.54(0.94) 0.49(0.84) 0.42(0.69) 0.34(0.52) 0.27(0.38) 0.15(0.19) 0.06 注: 表中有括弧处,括弧内的数值适用于直线变化的结构;括弧外的数值适用于凹
22、线形变 化的结构。其余无括弧的数值则二者均适用。 第 3.2.9 条对于外形比较规则,顶宽与底宽之比在0.15-0.4 之间的钢 塔,如微波塔和电视调频塔,其风振系数亦可按下列确定: z1+0 (式 3.2.9) 式中 z 风振系数动力部分的基本值,按表3.2.9-1 采用; 调整系数,按表3.2.9-2 采用。 钢塔风振系数动力部分基本值0表 3.2.9-1 相对高度 h/H 地面粗糙度类别 ABC 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.90 0.75 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.15 0.10 0.10 1.20 0.
23、90 0.75 0.65 0.55 0.40 0.30 0.20 0.10 0.10 1.40 1.20 1.00 0.90 0.75 0.60 0.45 0.30 0.15 0.10 调整系数表 3.2.9-2 H/T304050607080 1.251.201.101.051.000.98 H/T90100110120130140 0.950.900.900.850.800.80 注: 表中 H 为高耸结构总高,以m 计;T 为结构基本自振周期。 第 3.2.10 条拉绳钢桅杆的风振系数可按表 3.2.10 采用。 多层拉绳钢桅杆风振系数表 3.2.10 部位 地面粗糙度类别 ABC 悬臂
24、端其它部位 1.8 1.5 2.1 1.7 2.4 2.0 注: 拉绳、悬索等的风振系数可取 1.5. 第 3.2.11条竖向斜率小于2/100的圆筒形塔及烟囱等圆截面结构和圆 管、拉绳及悬索等圆截面构件应考虑由脉动风引起的垂直于风向的横向 共振,并应按下列公式计算结构或构件的雷诺Re 数: Re=69000crd(式 3.2.11-1) cr=5d/Tj (式 3.2.11-2) 式中 cr临界风速 (m/s); d 结构或构件的直径 (m); Tj 结构或构件的j 振型的自振周期 (s)。 第 3.2.12 条圆形截面结构或构件的横向共振应根据其雷诺数按下列 规定处理: 一、当雷诺数Rer
25、co 两种偏 心情况计算截面混凝土压应力和钢筋拉应力。此时轴向力对截面圆心的偏心距 eok 和截面核心距eco 应分别按下列公式计算: 一、轴向力对截面圆心的偏心距eok eok=Mk+Mk/Nk (式 5.4.1-1) 式中 Nk、 Mk 各项标准荷载(包括风荷载)共同作用下的截面轴向力(N) 和弯矩 (N.m); Mk相应的附加弯矩。 二、截面核心距rco 塔筒截面无孔洞时 rco=0.5r(式 5.4.1-2) 塔筒截面受压区有一个孔洞时 rco= - -0.5sin2 -2sin /2( - -sin )r(式 5.4.1-3) 第 5.4.2 条钢筋混凝土塔筒水平截面的应力,当 eo
26、krco 时应按下列规定确定, 图 5.4.1-(a)。 一、背风面混凝土的压应力c应按下列公式计算,但不得大于混凝土的抗压强 度设计值f: 塔筒截面无孔洞时 c=Nk/A(1+ )1+2eok/r (式 5.4.2-1) 图 5.4.1:水平截面在标准荷载作用下的计算简图 (a)eokrco(单向应力情况 ); (b)eokrco(双向应力情况 )塔筒截面受压区有一个孔洞时 c=Nk/A(1+ ) 1+2eok/r+sin/ -(-)cos +sin / - -sin2 -2sin2/ -(式 5.4.2-2) 二、迎风面混凝土的压应力c应按下列公式计算: 塔筒截面无孔洞时 c=Nk/A(1
27、+ )1 -2eok/r(式 5.4.2-3) 塔简截面受压区有一个孔洞时 c=Nk/A(1+ ) 1 -2eok/r+sin/ -( -)-sin / - -0.5sin2 -2sin2/ -(式 5.4.2-4) A=2rt( -)(式 5.4.2-5) 式中 A塔筒水平截面面积; 塔筒水平截面的特征系数, 取 2.5 E, E为钢筋和混凝土弹性模量比Es/Ec, 为截面纵向钢筋配筋率。 第 5.4.3 条钢筋混凝土塔筒水平截面的应力,当eorco 时应按下列规定确定, 图 5.4.1-(b)。 一、背风面混凝土的压应力c应按下列公式计算,但不得大于混凝土的抗压强 度设计值fc: (1)塔
28、筒截面无孔洞时 c=Nk/A. (1-cos)/sin-( + )cos (式 5.4.3-1) (2)塔筒截面受压区有一个孔洞时 c=Nk/A ( -)(cos -cos)/sin-(1+ )sin - -+( -) cos (式 5.4.3-2) 二、迎风面纵向钢筋的拉应力s应按下列公式计算,但不得大于钢筋的强度设 计值 fs: 塔筒截面无孔洞时 s=2.5 E1+cos/1 -cosc (式 5.4.3-3) 塔筒截面受压区有一个孔洞时 s=2.5 E1+cos/cos -cos c (式 5.4.3-4) 式中 为截面受压区半角,可按下列公式计算,也可按本规范附录三确定: (1)塔筒截
29、面无孔洞时 eok/r= -0.5sin2 + /2sin-( + )cos (式 5.4.3-5) (2)塔筒截面受压区有一个孔洞时 eok/r=(1+ )( - -0.5sin2 +sin cos)-0.5sin2 +( -)/2sin-(1+ )sin - -+( -) cos (式 5.4.3-6) 第 5.4.4条钢筋混凝土塔筒在各项标准荷载和温度共同作用下产生的最大水平 裂缝宽度 max(mm)按下式计算: max=cr sc/Es2.7c+0.1d/ (式 5.4.4-1) sc=s+0.5Est T (式 5.4.4-2) =1.1 -0.65ftk/ sc (式 5.4.4-
30、3) 式中 sc在各项标准荷载和温度共同作用下的纵向钢筋拉应力; s在各项标准荷载作用下的纵向钢筋拉应力(N/mm 2), 可按本章第 5.4.3 条计 算; T 混凝土线膨胀系数,取 1 10-5/; t筒壁内外温差 (); cr 与构件受力特征有关的系数,取2.7; 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,当1.0时取 1.0。 ftk 混凝土抗拉强度标准值(N/mm 2) 截面纵向钢筋配筋率; 与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数,对变形钢筋取0.7,对光面钢筋取 1.0; d钢筋直径 (mm),当采用不同直径的钢筋时,d 改用换算直径4As/S(S 为全 部纵向钢筋的总周长); c最外一排纵向受
31、拉钢筋的保护层厚度(mm)。 注:当 eok rco时,水平裂缝宽度不需验算。 第 5.4.5条钢筋混凝土塔筒由于内外温差所产生的最大竖向裂缝宽度max仍可 按第 5.4.4 条的公式进行计算, 仅在采用 cr、及 sc三个数据时有所不同。 此时: (1)系数 cr取用 2.1。 (2) 为按有效受拉混凝土面积计算的环向受拉钢筋配筋率(受拉区高度可取塔筒 壁厚的一半 ),当 4000.006 50 4000.005 100 3000.004 150 3000.003 200 2000.002 250 2000.0015 300 1001000.0010 石 油 一般石油化工塔 200100 0
32、.004 分馏d03.20.004 化 工 塔 类 石油 化工 塔 3.2 0.0025 注: H 为高耸结构的总高度(m);d0 为石油化工塔的内径(m)。 6.3 刚性基础和板式基础 第 6.3.1 条刚性基础的外形尺寸应符合下列要求: 一、圆形基础 (图 6.3.1-1) br0.8htg hd 1/3tg 二、环形基础 (图 6.3.1-2) 图 6.3.1-1:圆形基础 图 6.3.1-2:环形基础 b10.8htg b2htg 三、锥形和阶梯形基础(图 6.3.1-3) b2htg b1h1tg bxh xtg 图 6.3.1-3:锥形和阶梯形基础 四、基础台阶宽高比(tg )的允
33、许值应符合表6.3.1 的规 定。 刚性混凝土基础台阶宽高比的允许值表 6.3.1 基础底面处的平均压力pm(kN/m2) 宽?高?比?允?许?值(tg )混?凝?土?强?度?等?级 c10c15 90 110 140 180 220 110 140 180 230 270 1:1 1:1.2 1:1.4 1:1.6 1:1.8 第 6.3.2 条板式基础的外形尺寸宜符合下列要求: 一、圆形板式基础(图 6.3.2-1) r1/rc1.5 r1-r2/2.2 hr3/4.0 h1h/2 二、环形板式基础(图 6.3.2-2) r4r c r1-r2/2.2 hr3r4/3 h1h/2 h 2
34、图 6.3.2-2:环形板式基础 式中 rc 筒体底截面的平均半径,rc=r2+r3/2 r1,r2,r3,r4基础不同位置的半径; h1,h2,h3 基础底板不同位置的厚度; 环形基础底板外形系数,可根据比值r1/r2按图 6.3.2-3 确定。 图 6.3.2-3:环形基础底板外形系数曲线 第 6.3.3 条计算矩 (方)形板式基础强度时,基底压力可 按下列规定采用。 一、坡形顶面的板式基础(图 6.3.3-1) 计算任一截面x-x 的内力时,可采用按下式求得的基底 均布荷载 p: P=Pmax+Px/2(式 6.3.3-1) 式中 p 基底均布荷载; Pmax 基底边缘最大压力; Px计
35、算截面 XX 处的基底压力。 二、台阶形顶面的板式基础(图 6.3.3-2) 计算截面 11 及 22 的内力时,可分别采用按下列二 式求得的基底均布荷载P: P=Pmax+P1/2(式 6.3.3-2) P=Pmax+P2/2(式 6.3.3-3) 式中 P1、P2计算截面 1-1、2-2 处的基底压力。 图 6.3.3-1:坡形顶面板式基础的荷载计算简图 图 6.3.3-2:台阶形底板顶面板式基础的荷载计算简图 第 6.3.4 条计算圆形、环形基础底板强度时(图 6.3.4) 可取基础外悬挑中点处的基底最大压力p 作为基底均布 荷载采用, p 值可按下式计算: P=N/A+M/Ir1+r2
36、/2(式 6.3.4) 图 6.3.4:圆形、环形基础的基底荷载计算简图 式中 N 上部结构传至基础的轴向力设计值(不包括基础底 板自重及基础底板上的土重); M上部结构传至基础的力矩设计值; A 基础底板的面积; I基础底板的惯性矩。 注:对基底部分脱开的基础,除基底压力分布的计算不 同外,底板强度计算时P 的取法相同。 6.4 基础的抗拔稳定和抗滑稳定 第 6.4.1 条承受上拔力和横向力的各类独立基础、锚板 基础等应验算抗拔和抗滑稳定性。 第 6.4.2 条基础抗拔稳定计算可根据抗拔土体和基型 的不同分为 :土重法,适用于回填土体的基型;剪切法,适 用于原状土体的基型。 注:原状土系指处
37、于天然结构状态的粘性土和经夯实达 到天然状态密实度的砂类回填土。 第 6.4.3 条采用土重法时钢塔基础的抗拔稳定应按下 式计算 (图 6.4.3): FGe/ R1+Gf/ R2 (式 6.4.3) 图 6.4.3:土重法基础抗拔稳定计算图 式中 F 基础的受拔力; Ge土体重量,按本规范附录六计算,此时土的计算 重度 0 按表 6.4.3-1 采用;当基础上拔深度hth er时,取基 础底板以上、抗拔角 0以内的土体重,图 6.4.3(a);当基 础上拔深度hthcr时,取 hcr以上、抗拔角 以内的土体重 和高度为 (ht-hcr)的土柱重之和,图6.4.3(b); Gf基础重,按基础的
38、体积计算; 0土体计算的抗拔角,按表6.4.3-1 采用; hcr土重法计算的临界深度,按表6.4.3-2 采用; 土的计算重力密度0 和土体计算抗拔角0表 6.4.3-1 基土类别 粘土、亚粘土、轻亚粘土 粗砂 中砂 细砂粉砂 坚硬、硬塑可塑软塑 0(kN/m3) 0 17 25 16 20 14 10 17 28 16 26 15 22 土重法计算的临界深度表 6.4.3-2 回填土类别密实情况 临界深度 hcr 圆形基础方形基础 砂土 粘性土 粘性土 粘性土 稍密的密实的 坚硬的坚硬的 可塑的 软塑的 2.5d 2.0d 1.5d 1.2d 3.0b 2.5b 2.0b 1.5b 注:
39、上拔时的临界深度hcr 即为土体整体破坏的计算深度。 d、b 分别为圆形基础的直径和方形基础的边长。 当矩形基础的长边I 与短边 b 之比小于 3 时,可折算为d=0.6(b+1) 后,按圆形基础的临界深度hcr 采用。 注:上拔时的临界深度hcr即为土体整体破坏的计算深 度。 d、b 分别为圆形基础的直径和方形基础的边长。 当矩形基础的长边1 与短边 b 之比小于 3 时,可折算 为 d0.6(b+l)后,按圆形基础的临界深度hcr采用。 R1土体重的抗拔稳定系数,一般情况可采用1.7。 当专业规范 (规程 )有详细规定时,可按专业规范(规程 )采 用; R2基础重的抗拔稳定系数,一般情况可
40、采用1.2。 注: 公式 (6.4.3) 对 非松 散 砂 类土 适用 于ht/b 5.0 和 ht/d 4.0;对粘性土适用于ht/b 4.5 和 ht/d 3.5。 第 6.4.4 条采用土重法时倾斜拉绳锚板基础的抗拔稳 定应按下式计算 (图 6.4.4): 图 6.4.4:拉绳锚板基础的抗拔稳定计算简图 Fsin Ge/R1+Gf/R2(式 6.4.4) 式中 F 垂直于锚板的拉绳拔力; Ge土体重量,可按本规范附录六计算; Gf拉绳锚板基础重; 拔力 F 与水平地面的夹角; R1、R2 同第 6.4.3 条。 注:公式 (6.4.4)仅适用于 45。 第 6.4.5 条采用剪切法时基础
41、抗拔稳定,应按下式计 算: 一、当 hthcr时,图 6.4.5(a) FVe/R1+Gf/R2(式 6.4.5-1) 二、当 hthcr时,图 6.4.5(b) FVe+Ge/R1+Gf/R2(式 6.4.5-2) 当基础埋置在软塑粘土内时: 图 6.4.5:剪切法基础抗拔稳定计算简图 F8d 2c/R1+G f/R2(式 6.4.5-3) 式中 Ve土体滑动面上剪切抗力的竖向分量之和,可按本 规范附录六计算; Gf基础重,按基础的体积计算; Ge当 hthcr时,在 ht-hcr范围内土柱的重量,可按本 规范附录六计算; hcr剪切法计算的临界深度,按表6.4.5 采用; 剪切法计算的临界
42、深度表 6.4.5 基土类别密实情况临界深度 hc 碎石、粗中砂 细砂、粉砂 粘性土 粘性土 稍密的密实的 稍密的密实的 坚硬的可塑的 可塑的软塑的 4.0d-3.0d 3.0d-2.5d 3.5d-2.5d 2.5d-1.5d c 凝聚力,按本规范附录六采用; R1土体滑动面上剪切抗力Ve、 土柱重的抗拔稳定系 数,一般情况采用1.7。当专业规范 (规程)有详细规定时, 可按专业规范 (规程)采用; R2基础重的抗拔稳定系数,一般情况采用1.2。 注:公式(6.4.5-1) 、(6.4.5-2) 对非 松散砂类土适用于 ht/d 4.0,对粘性土适用于ht/d 3.5。 第 6.4.6 条基
43、础的抗滑稳定应按下式计算: H(N+G)/1.3(式 6.4.6) 式中 H 基底上部结构传至基础的水平力设计值(KN) ; N 上部结构传至基础的竖向力设计值(KN) ; G 基础重包括基础上的土重(KN) ; 基础底面对地基的摩擦系数,可按现行国家标准 建筑地基基础设计规范的规定采用。 注:基础抗滑稳定也可按弧形滑移面进行计算。 附录一钢材及连接的强度设计值 钢材的强度设计值(N/mm 2) 附表 1.1 钢号组别 钢材厚度 或直径 (mm) 抗拉、抗压、 抗弯 f 抗剪 fv 端面承压 (刨平顶紧 ) fce 3 号钢 第 1 组 第 2 组 第 3 组 - - - 215 200 19
44、0 125 115 110 320 320 320 16Mn 钢 16Mnq 钢 - - - 16 17-25 26-36 315 300 290 185 175 170 445 425 410 15MnV 钢 15MnVq 钢 - - - 16 17-25 26-36 350 335 320 205 195 185 450 435 415 注: 3 号镇静钢第1、2 组钢材的抗拉、抗压、抗弯以及抗剪强度设计值,应按表中的数值 增加 5%. 3 号钢材分组尺寸附表 1.2 组别 圆钢、方钢和 扁钢的直径或厚度 角钢、工字钢、 槽钢和钢管的厚度 钢板的厚度 第 1 组 第 2 组 第 3 组 4
45、040100151520202020404050 注: 工字钢和槽钢的厚度系指腹板厚度。 焊缝的强度设计值附表 1.3 焊条型号 构件钢材对接焊缝角焊缝 钢号组别 厚度或 直径 (mm) 抗 压 f wc 满足钢结构工程施工 及验收规 范中下列级别焊缝的 检验质量 标准时抗拉和抗弯fwc 抗 剪 f wc 抗拉、 抗 压和抗 剪 f w f 、级级 自动焊、半 自动 焊和用 E43 型 焊条的手工 焊 3?号?钢 第 1 组 第 2 组 第 3 组 - - - 215 200 190 215 200 190 185 170 160 125 115 110 160 160 160 自动焊、半 自
46、动 焊和用 E50 型 焊条的手工 焊 16Mn 钢 16Mnq 钢 - - - 16 17-25 26-36 315 300 290 315 300 290 270 255 245 185 175 170 200 200 200 自动焊、半 自动 焊和用 E55 型 焊条的手工 焊 16MnV 钢 16MnVq 钢 - - - 16 17-25 26-36 350 335 320 350 335 320 300 285 270 205 195 185 220 220 200 螺栓连接的强度设计值(N/mm 2) 附表 1.4 螺检的钢号 (或强 度等 级)和构件的钢号 构件钢材 普通螺栓 锚
47、 栓 承?压?型? 高 强?度?螺? 检 粗制螺栓精制螺栓 组别 厚度 (mm) 抗 拉 f bt 抗 剪 f bv 承 压 f bc 抗 拉 fbt 抗剪 I 类孔 f bv 承压 I 类孔 f bc 抗 拉 fbt 抗剪 f b v 承压 f b c 普通 螺栓 3 号钢-170 130-170170- 锚栓 3 号钢 16Mn 钢 - - - - - - - - - - - - - - - - 140 90 - - - - 承压8.8 级- - - - - - - - - 250 - 型高 强度 螺栓 10.9 级-310- 构 件 3 号钢 第 13 组 -305-400-465 16Mn 钢 16Mnq 钢- 16 1725 2636 - - - - - - 420 400 385 - - - - - - 550 530 510 - - - - - - 640 615 590 15MnV 钢 15MnVq 钢 - 16 1725 2636 - - - - - - 435 420 400 - - - - - - 570 550 530 - - - - - - 665 640 615 强度设计值折减系数附表 1.
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