高耸结构设计规范（可编辑）

高耸结构设计规范（可编辑） 高耸结构设计规范 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 31 荷载分类 32 风荷载 33 裹冰荷载 34 地震作用和抗震验算 第4章 钢塔架和桅杆结构 41 一般规定 42 钢塔桅结构的内力分析 43 钢塔桅结构的变形和整体稳定 44 纤绳 45 轴心受拉和轴心受压构件 46 偏心受拉和偏心受压构件 47 焊缝连接计算 48 螺栓连接计算 49 法兰盘连接计算 第5章 钢筋混凝土圆筒形塔 51 一般规定 52 塔身变形和塔筒截面内力计算 53 塔筒承载能力计算 54 塔筒裂缝宽度计算 55 钢筋混凝土塔筒的构造要求 第6章 地基与基础 61 一般规定 62 地基计算 63 刚性基础和板式基础 64 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υ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τξ 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101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102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石油化工塔大气污染监测塔烟囱排气塔水塔矿井架等 第103条 本规范是根据国家《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104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105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后的环境影响维护保养等问题 第2章基本规定 第201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202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203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造成经济损失产生社会影响等 的严重性按表203划分为两个安全等级 高耸结构的安全等级 表203 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204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 γ0 γGCGGkγQ1CQ1Q1k?ni 2ψciγQiCQiQik ?R 式204 式中 γ0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1110 γG永久荷载分项系数一般情况可采用12当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时可采用10 γQ1γQi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14但对安装荷载可采用13对温度作用可采用10 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 CGCQ1CQi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 ψci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205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205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205采用 可变荷载组合值系数 表205 荷载组合 可变荷载组合值系数 ψcW ψcJ ψcA ψcT ψcL ? GWL 10 , , , 07 ? GIWL 025 10 - - 07 ? GAWJ 025 - 10 - 07 注 G表示结构构件自重等永久荷载WAITL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ψcs取05 组合?中当基本风压值ωO小于03kN炖m2ψwc灯ωO 采用03kN炖m2 在组合中???当ψWC灯ωO小于015kN炖m2时ψwc灯ωO应采用015kn炖m2 第206条 高耸结构抗震计算时基本组合应采用下列极限状态设计表达式 γGCGGEγEhCEhEhkγEvCEvEvkψwγwCwWk?RγRE 式206 式中 γG重力荷载分项系数一般情况应取12当重力效应对构件承载能力 有利时宜取10 γEhγEv水平竖向地震作用分项系数应按表206的规定采用 地震作用分项系数 表206 考虑地震作用的情况 γEh γEv 仅考虑水平地震作用 13 不考虑 仅考虑竖向地震作用 不考虑 13 同时考虑水平与坚向地震作用 13 05 γw风荷载分项系数应取14 GE重力代表值可按本规范第346条采用 Ehk水平地震作用标准值 Evk竖向地震作用标准值 Wk风荷载标准值 ψw抗震基本组合中的风荷载组合值系数可取02 CGCEhCEvCW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 γRE抗力抗震调整系数对钢及钢筋混凝土高耸结构均取08对焊缝取10 第207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 CGGkCQ1Q1k?ni 2ψciCQiQik 式207-1 二长期效应组合 CGGk?ni 1ψqiCQiQik 式207-2 式中 ψci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 ψqi长期效应组合时任何第i个可变荷载的准永久值系数 第208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炖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炖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02mm 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 31荷载分类 第311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312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 32风荷载 第321条 作用在高耸结构单位面积上的风荷载应按下式计算 ω,βzμsμzμrω0 式321 式中 ω作用在高耸结构单位面积上的风荷载 kNm ω0基本风压 kNm2 应按本章第322条第323条和第324条的规定采用 μr重现期调整系数对一般高耸结构可采用11对重要的高耸结构可采用12 μzz高度处的风压高度变化系数应按本章第325条的规定采用 μs风荷载体型系数可按本章第326条的规定采用 βzz高度处的风振系数可按本章第327条至第3210条的规定采用 第322条 基本风压ωO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03kN炖m2 第323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075-085 与风向一致的谷口山口12-15 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324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324规定的调整系数采用 海面和海岛基本风压调整系数 表324 海面和海岛距海岸距离 km 调整系数 ,10 40-60 60-100 10 10-11 11-12 第325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μz 表325 离地面或海面高度 m 地面粗糙度类别 A B C 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 ?400 117 138 152 163 180 192 203 212 220 227 234 240 264 283 299 312 312 312 080 100 114 125 142 156 167 177 186 195 202 209 238 261 280 297 312 312 054 071 084 094 111 124 136 146 155 164 172 179 211 236 258 278 296 312 第327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025s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328条 自立式高耸结构在,高度处的 风振系数β可按下式确定 βz,1ξε1ε2 式328 式中 ξ脉动增大系数按表328-1采用 ε1风压脉动和风压高度变化等的影响系数按表328-2采用 ε2振型结构外形的影响系数按表328-3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328-1查取相应的ξ值并计算各自的风振系数 脉动增大系数ξ 表328-1 ωOT2 KNs2m2 结构类别 钢结构 钢筋混凝土结构 001 005 010 020 040 060 080 100 200 400 600 800 1000 2000 3900 147 173 188 204 224 236 246 253 280 309 328 342 354 391 414 111 118 123 128 134 138 142 144 154 165 172 177 182 196 206 注 对于H?200m的钢筋混凝土筒体上表脉动增大系数δ值可乘以11采 用 风压脉动和风压高度变化等的影响系数ε1 表328-2 总高度H m 地面粗糙度类别 , B C 10 20 40 60 80 100 150 200 250 300 350 ?400 057 051 045 042 039 037 033 030 027 025 025 025 072 063 055 050 045 043 037 034 031 028 027 027 093 079 069 059 054 050 043 038 034 031 029 027 振型结构外形的影响系数ε2 表328-3 相对高度hH 结构顶部和底部的宽度比 10 05 03 02 01 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 100 089 078 066 054 042 031 020 011 004 088 083 076 066 056 044 032 022 011 004 076 073 079 067 077 060 070 051 060 041 048 031 035 022 012 004 066 065 076 061 078 055 073 048 064 040 051 030 038 02 025 013 005 056 057 084 057 096 054 094 049 084 042 069 034 052 027 038 015 019 006 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线形变化的结构其余无括弧的数值则二者均适用 第329条 对于外形比较规则顶宽与底宽之比在015-04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 βz,1,β0 式329 式中 βz风振系数动力部分的基本值按表329-1采用 ,调整系数按表329-2采用 钢塔风振系数动力部分基本值β0 表329-1 相对高度hH 地面粗糙度类别 A B C 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 090 075 060 050 040 030 020 015 010 010 120 090 075 065 055 040 030 020 010 010 140 120 100 090 075 060 045 030 015 010 调整系数, 表329-2 HT 30 40 50 60 70 80 , 125 120 110 105 100 098 HT 90 100 110 120 130 140 , 095 090 090 085 080 080 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3210条 拉绳钢桅杆的风振系数β可按表3210采用 多层拉绳钢桅杆风振系数β 表3210 部位 地面粗糙度类别 A B C 悬臂端其它部位 18 15 21 17 24 20 注 拉绳悬索等的风振系数β可取15 第3211条 竖向斜率小于2100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 69000,crd 式3211-1 ,cr 5dTj 式3211-2 式中 ,cr临界风速 ms 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3212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Re 3X105时可能发生微风共振 亚临界范围的共振 此时应在构造上采取防振措施或控制结构的临界风速,cr不小于15ms以降低微风共振的发生率 二当雷诺数Rw?35X106时可能发生横向共振 跨临界范围的共振 此时应验算横向共振横向共振引起的等效静风荷载ωlji KNm 应按下式计算 ωlji μjiμl,cr2d2000ξ 式3212-3 式中 ωjij振型在i点的相对位移 ,crj振型的共振临界风速 ms 按公式 3211-2 计算 d圆筒形结构的外径 m 有锥度时可取23高度处的外径 δ结构阻尼比钢结构取001钢筋混凝土结构取005 μl横向力系数取025 注?悬臂结构可只考虑第一振型多层拉绳桅杆根据情况可考虑的振型数目不大于4 ?考虑横向风振时风荷载的总效应s 内力变形等 可由横向风振的效应Sn和顺风向风荷载的效应Sl按S ?S2nS2l组合而成此时顺风向风荷载取按相应于临界风速计算的风荷载 三当雷诺数为3X105?Re 35X106时则可能发生超临界范围的共振此时可按第一款的规定处理 33裹冰荷载 第331条 设计电视塔无线电塔桅等类似结构时应考虑结构构件架空线拉绳表面裹冰后所引起的荷载及挡风面积增大的影响 第332条 基本裹冰厚度应根据当地离地10m高度处的观测资料取统计50年一遇的最大裹冰厚度为标准当无观测资料时应通过实地调查确定或按下列经验数值分析采用 一重裹冰区川东北川滇秦岭湘黔闽赣等地区基本裹冰厚度可取 10-20mm 二轻裹冰区东北 部分 华北 部分 淮河流域等地区基本裹冰厚度可取5-10mm 注裹冰还会受地形和局地气候的影响因此轻裹冰区内可能出现个别地点的重裹冰或无裹冰的情况同样重裹冰区内也可能出现个别地点的轻裹冰或超裹冰的情况 第333条 管线及结构构件上的裹冰荷载的计算应符合下列规定 一圆截面的构件拉绳缆索架空线等每单位长度上的裹冰荷载可按下式计算 qη πba1a2 dba1a2 γ10-6 式333-1 式中 qη0单位长度上的裹冰荷载 kNm b基本裹冰厚度 mm 按本章第332条的规定采用 d圆截面构件拉绳缆索架空线的直径 mm α1与构件直径有关的裹冰厚度修正系数按表333-1采用 α2裹冰厚度的高度递增系数按表333-2采用 γ裹冰重度一般取9kNm3 二非圆截面的其它构件每单位表面面积上的裹冰荷载q kNm2 可按下式计算 qa 06ba2γ10-3 式333-2 式中 qa单位面积上的裹冰荷载 kNm2 与构件直径有关的裹冰厚度修正系数α1 表333-1 直径 mm 5 10 20 30 40 50 60 70 α1 11 10 09 08 075 07 063 06 裹冰厚度的高度递增系数α2 表333-2 离地面高度 m 10 50 100 150 200 250 300 ?350 α1 10 16 20 22 24 26 27 28 34地震作用和抗震验算 第341条 本节规定适用于地震设防烈度为6度至9度地区的高耸结构的抗震设计 对烈度为6度和7度的高耸结构可仅考虑水平地震作用对烈度为8度和9度的高耸结构应同时考虑上下两个方向竖向地震作用和水平地震作用的不利组合 第342条 下列高耸结构可以不进行截面抗震验算而仅需满足抗震构造要求 一6度任何类场地的高耸结构及其地基基础 二小于或等于8度??类场地的不带塔楼的钢塔架钢桅杆及其地基基础 三7度??类场地基本风压ω0?04kN炖m27度??类场地和8度??类场地且基本风压ω0?07kNm2的钢筋混凝土高耸筒体结构及其地基基础 注建筑场地类别的划分应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的规定执行 第343条 高耸结构的地震作用计算宜采用反应谱振型分析法对于特别重要的高耸结构可采用时程分析法作比较计算对于圆筒形结构烟囱水塔等亦可采用底部剪力法和近似简化法 第344条 高耸结构采用振型分解反应谱法计算地震作用时j振型i质点的水平地震作用标准值Fji应按下式计算 图344 图344水平地震计算简图 Fji ,αjγjμjiG2 i 12n j 12n 式344-1 γj ?ni 1μjiGi?ni 1μ2jiGi 式3443 水平地震作用产生的总作用效应S可按下式计算 S ??mj 1S2j 式344-3 式中 Fjij振型i质点的水平地震作用标准值 αj相应于j振型自振周期Tj的水平地震影响系数按现行国家标准《建筑抗震设计规范》确定 μjij振型i质点的水平相对位移 Gi集中于i质点的重力荷载代表值按本章第346条采用 γjj振型的参与系数 γjj振型水平地震作用产生的作用效应 弯矩剪力轴力和变形等 振型数m可取2-3当周期T1大于15s时可适当增加 第345条 高耸结构竖向地震计算应符合下列规定 图345 图345竖向地震计算简图 结构底部总竖向地震作用标准值FEV应按下式计算 FEV αGeq 式345-1 质点i的竖向地震作用标准值Fvi应按下式计算 Fvi Gihi?GjhiFEV 式345-2 式中 αv竖向地震影响系数的最大值可取水平地震影响系数最大值α的65 Geq结构等效总重力荷载取075GE GE计算地震作用时结构的总重力荷载代表值按GE,?nj 1G1计算 GiGj集中于质点ij的重力荷载代表值 hihj集中质点ij的高度 注建筑结构的 水平 地震影响系数a及其最大值α应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的规定采用 第346条 高耸结构抗震验算时其重力代表值应取结构自重和各竖向可变荷载的组合值之和结构自重和各竖向可变荷载的组合值系数应按下列规定采用 一对结构自重 结构构配件自重固定设备重等 取10 二对设备内的物料重取10对特殊情况可按有关专业规范规程采用 三对升降机电梯的自重取10对吊重取03 四对塔楼楼面和平台的等效均布荷载取05按实际情况考虑时取10 五对塔楼顶的雪荷载取05 第4章高耸结构设计规范 41一般规定 第411条 钢塔架和桅杆结构 以下简称钢塔桅结构 选用的钢材材质应符合现行国家标准《钢结构设计规范》的要求在低温条件下或腐蚀环境中尚应考虑冷脆及腐蚀等影响 第412条 钢塔桅结构的钢材及连接的强度设计值应按本规范附录一的规定采用 注钢丝绳的破坏强度可按现行国家有关标准的规定采用 42钢塔桅结构的内力分析 第421条 当进行塔架内力分析时可将整个结构或分层作为空间桁架计算 第422条 桅杆杆身可按纤绳节点处为弹性支承的连续压弯杆件计算并应考虑纤绳节点处的偏心弯矩 当桅杆杆身为格构式时其刚度应乘以折减系数ξ折减系数可按下式确定 ξ,[l0iλ0]2 式422 式中 l0弹性支承点之间杆身计算长度 m i杆身截面回转半径 m λ0弹性支承点之间杆身换算长细比按本章表455计算 43钢塔桅 结构的变形和整体稳定 第431条 钢塔桅结构应进行变形验算并应满足本规范第208条的控制条件 第432条 桅杆整体稳定安全系数不应低于20对于纤绳上有绝缘子的桅杆应验算绝缘子破坏后的受力情况此时可假定纤绳初应力值降低20桅杆整体稳定安全系数不应低于16 44纤绳 第441条 桅杆纤绳可按一端连接于杆身的抛物线计算纤绳上有集中荷载时可将集中荷载换算成均布荷载 第442条 纤绳的初应力应综合考虑桅杆变形杆身的内力和稳定以及纤绳承载力等因素确定宜在010-025kN炖mm2范围内选用 第443条 纤绳的截面强度应按下式验算 NA?f 式441 f, ψ1ψ2 fu 式442 式中 N纤绳拉力 N A纤绳的钢丝绳截面面积 mm2 f钢丝绳强度设计值 Nmm2 fu钢丝绳的破坏强度 Nmm2 按国家现行有关标准采用 ψ1钢丝绳扭绞强度调整系数根据钢丝绳规格按国家现行有关标准取 08,09 ψ2钢丝绳的强度不均匀系数对1×7单股钢丝绳取065其它钢丝绳取056 45轴心受拉和轴心受压构件 第451条 轴心受拉和轴心受压构件的截面强度应按下式验算 NA?f 式451 式中 N轴心拉力或轴心压力 An净截面面积 f钢材的强度设计值 Nmm2 按本规范附录一采用 第452条 轴心受压构件的稳定性应按下式验算 NψA?f 式452 式中 A构件毛截面面积 ψ轴心受压构件稳定系数可根据构件长细比λ按本规范附录二采用 第453条 钢塔桅结构的构件长细比λ应符合下列规定 塔架和桅杆的弦杆长细比λ 表453-1 弦杆 形式 二塔面斜杆交点错开 二塔面斜杆交点不错开 简 图 长 细 比 λ,12li λ,liy0 符 号 说 明 塔架和桅杆的斜杆长细比λ 表453-2 斜杆形式 单斜杆 双斜杆 双斜杆加辅助杆 简 图 长 细 比 λ,liy0 当斜杆不断开又互相 不连结果时 λ,liy0 当斜杆断开时 λ,07liy0 当A点与相邻塔面的对应点 之间有连杆时 λ,l1iy0 其中两斜杆同时受压时 λ,125lix 当A点与相邻塔面的对应点 之间无连杆时 λ,llx 斜杆不断开又互相连结时 λ,l1lx 塔架和桅杆的横杆及横膈长细比λ 表453-3 简图 截面形式 横杆 横膈 当有连杆α时 λ,l1ix 当无连杆α时 λ,l1iyo λ,l2iy0 当有连杆α时 λ,l1ix 当无连杆α时 λ,l1iy0 当一根交叉杆断 开用节点板连接时 λ,14l2iy0 当有连杆α时 λ,l1iy0 当无连杆α时 λ,2l1ix, λ,l2iy0 当有连杆α时 λ,l12iy0 当无连杆α时 λ,l1ix λ,l2iy0 第454条 构件的长细比λ不应超过下列规定 受压弦杆斜杆横杆150 辅助杆横膈杆200 受拉杆350 预应力拉杆长细比不限 桅杆两相邻纤绳结点间杆身长细比宜符合下列规定 格构式桅杆换算长细比100 实腹式桅杆150 第455条 格构式构件换算长细比λ0 表455 构件截面形式 缀 材 计算公式 符号说明 缀 板 式 λxλy,整个构件对x-x轴或y-y轴的长细比 λ1,单肢对最小刚度轴1-1的长细比 缀 板 式 A1zA1y,构件截面中垂 直于x-x轴或y-y轴各斜缀条毛截面 面积之和 缀 板 式 λ1,单肢长细比 缀 板 式 A1,构件截面中各斜缀条毛截面面积之和 注 ?缀板式构件的单肢长细比λ1不应大于40 ?斜缀条与构件轴线间的倾角应保持在40?-70?范围内 46偏心受拉和偏心受压构件 第461条 偏心受拉和偏心受压构件的截面强度当弯矩作用在主 平面内时应按下式验算 NAn?MxWnx?MyWny?f 式461 式中 MxMy对xy轴的弯矩 MnxMny对xy轴的净截面抵抗矩 第462条 偏心受压构件的稳定性当弯矩作用在主平面时应分别按弯矩作用平面内和弯矩作用平面外进行验算 一弯矩作用平面内 实腹构件NυxAβmxMxW1x[1-08NNEx]?f 式462-1 格构构件NυxAβmxMxW1x[1-υxNNEx]?f 式462-2 式中 N所计算构件段范围内的轴心压力 N Mx弯矩取所计算构件段范围内的最大值 Nm MEx欧拉临界力 N EEx,π2EAλ2X υx弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数按本规范附录二采用 βmx弯矩作用平面内的构件等效弯矩系数可按表462的规定采用 β1X毛截面抵抗矩 mm3 对于实腹构件取弯矩作用平面内的受压最大纤维毛截面抵抗矩对于格构式构件取W1X,IyX0I为对虚轴y的毛截 面惯性矩x0为由虚轴y到压力较大分肢轴线的距离或者到压力较大 分肢腹板边的距离二者中取较大值 等效弯矩系数βmx和βtx 表462 构件支承条件荷载情况示意图 弯矩作用平面内βmx 弯矩作用平面外βtx 10 1-02NNEx 10 10 065-035M2M1 但不小于04m1和m2为在弯矩作用平面内的端弯矩使构件产生同向曲 率无反弯点时取同号使构件产生反向曲率有反弯点时取异号 M1的绝对值?M2的绝对值 端弯矩使构件产生同向曲率时10 端弯矩使构件产生同向曲率时085 二弯矩作用平面外 NυyAβtxMxυnW1x?f 式462-3 式中 υy弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数按本规范附录二采用 υb受弯构件的整体稳定系数按现行《钢结构设计规范》的规定采用实腹箱形截面取ψb βtx弯矩作用平面外的构件等效弯矩系数可按表462的规定采用 对于格构式偏心受压构件弯矩作用平面外的整体稳定性可以不计算但应计算单肢的稳定性 第463条 格构式偏心受压构件应按下式验算单肢的强度 NnNmAnu?f 式463 式中 n单肢数目 Nm截面弯矩在单肢中引起的轴力 N Anu单肢净截面面积 mm2 第464条 格构式偏心受压构件应按下式计算单肢的稳定性 NnNmψAu?f 式464 式中 Au单肢毛截面面积 mm2 第465条 格构式轴心受压构件的剪力应按下式计算 V Af85?fy235 式465 式中 fy钢材屈服强度 Nmm2 此剪力V值可认为沿构件全长不变并由承受该剪力的缀件面分担 第466条 计算格构式偏心受压构件的缀件时应取实际最大剪力 和按公式 465 的计算剪力两者中的较大者进行计算 一缀条的内力应按桁架的腹杆计算 二缀板的内力应按下列公式计算 剪力 Vl,V1αs 式466-1 Ml,V1α2 式466-2 式中 V1分配到一个缀材面的剪力 N a缀板中到中距离 m s肢件轴线间距 m 47焊缝连接计算 第471条 承受轴心拉力或压力的对接焊缝强度应按下式计算 σ Nlwt?fwt或fwc 式471 式中 N作用在连接处的轴心拉力或压力 lw焊缝计算长度 mm 未用引弧板施焊时每条焊缝取实际长度减去10mm t连接件中的较小厚度 mm ftfc对接焊缝的抗拉抗压强度设计值可按本规范附录一采用 第472条 承受剪力的对接焊缝剪应力应按下式验算 τ VSIt?fwv 式472 式中 V剪力 I焊缝计算截面惯性矩 mm4 S计算剪应力处以上的焊缝计算截面对中和轴的面积矩 mm3 fwv对接焊缝的抗剪强度设计值 Nmm2 按本规范附录一采用 第473条 承受弯矩和剪力的对接焊缝应分别计算其正应力σ和剪应力τ并在同时受有较大正应力和剪应力处应按下式计算折算应力 ? 式473 第474条 角焊缝在轴心力拉力压力或剪力作用下的强度 应按下式计算 σf 或τf Nhelw?fwt 式474 式中 he角焊缝的有效厚度 mm 对直角角焊缝取07hfhf为较小焊脚尺寸 lw角焊缝的计算长度 mm 每条焊缝取实际长度减去10mm fwf角焊缝的强度设计值 Nmm2 按本规范附录一采用 第475条 角焊缝在非轴心力或各种力共同作用下的强度应按下式计算 ?σ2w3τ2w?11fwt 式475 式中 σw按焊缝有效截面计算垂直于焊缝长度方向的应力 Nmm2 τw按焊缝有效截面计算沿焊缝长度方向的应力 Nmm2 第476条 圆钢与钢板 或型钢 圆钢与圆钢的连接焊缝抗剪强度应按下式计算 τ Nhelw?fwt 式476 式中 N作用在连接处的轴心力 N lw焊缝计算长度 mm2 he焊缝有效厚度 mm2 对圆钢与钢板连接图476 a 取he,07hf对圆 钢与圆钢连接图476 b 取he,01 d12d2 -α这里 hf为焊缝的焊脚尺寸 mm d1d2为大小钢筋的直径 mm a为焊缝表面至两根圆钢公切线的距离 mm 图476圆钢与钢板圆钢与圆钢的连接焊缝 48螺栓连接计算 第481条 受剪和受拉螺栓连接中每个螺栓的受剪承压受拉承载 力设计值应按下列公式计算 受剪Nbv nvπd24fbv 式481-1 承压Nbc d?tfbc 式481-2 受拉Nbt πd2e4fbt 式481-3 式中 nv每个螺栓的受剪面数目 d螺栓杆直径 mm de螺栓螺纹处的有效直径 mm ?t在同一受力方向的承压构件的较小总厚度 mm fbvfbcfbt螺栓的抗剪承压抗拉强度设计值 Nmm2 应按本规范附录一采用 第482条 承受轴心力的连接所需普通螺栓的数目n按下式计算 n?NNb 式482 式中 Nb螺栓承载力设计值 N 螺栓受剪时取式 481-1 和式 481-2 两计算值中的小者螺栓受拉时取式 481-3 的计算值 第483条 螺栓同时承受剪力和拉力时应满足下列两式的要求 ?[NvNbv]2[NtNbt]2?1 式483-1 Nv?Nbc12 式483-2 式中 NvNt每个螺栓所承受的剪力拉力 N NbvNbcNbt每个螺栓的受剪承压和受拉承载力设计值 N 应按本规范第481条计算 注高强螺栓连接计算应按现行国家标准《钢结构设计规范》的规定采用 49法兰盘连接计算 第491条 法兰盘底板必须平整其厚度t应按下式计算并不宜小于20mm但对小型塔可不小于16mm t??6Mf 式491 式中 t法兰盘底板厚度 mm M底板单位宽度最大弯矩 第492条 当法兰盘承受弯矩时螺栓拉力应按下式计算 Nbti Myi?y2i 式491 式中 Nbtii处的螺栓拉力 N yi螺栓中心到旋转轴的距离 mm 对圆形法兰盘图492 a 取圆杆外壁接触点切线为旋转轴对矩形法兰盘图492 b 取方杆外壁接触边缘线为旋转轴 图492法兰盘 第493条 轴心受压柱脚底板应按下列公式计算 一底板面积A A?Nfe?A0 式493 式中 N柱脚的轴心压力 N fe基础混凝土的抗压强度设计值 Nmm2 ?A0锚栓孔面积之和 mm2 二底板厚度按公式 491 计算 第5章高耸结构设计规范 51一般规定 第511条 本章的钢筋混凝土圆筒形塔适用于电视塔排气塔以及水塔支筒等结构 烟囱的截面设计应按现行国家标准《烟囱设计规范》的规定执行 第512条 钢筋混凝土圆筒形塔的塔筒水平截面的承载能力采用下列极限状态设计表达式 N?RN fcfsαK 式512-1 M?N?RM fcfsαK 式512-2 式中 NM轴向力设计值弯矩设计值应按本规范第二章和第三章规定的荷载 值和荷载组合方法计算 ?M附加弯矩可按本章第526条或本规范附录四计算 RN fcfsαK 截面的抗压承载能力 RM fcfsαK 截面的抗弯承载能力 fcfs混凝土轴心抗压强度设计值和钢筋的强度设计值 αk截面的几何参数 第513条 钢筋混凝土圆筒形塔身的正常使用极限状态设计控制条件应符合本规范第208条的规定 第514条 塔身由于设置悬挑平台牛腿挑梁支承托架天线杆塔楼等而受到局部荷载作用时荷载组合方法和设计控制条件等应根据实际情况按有关规范规程确定 第515条 混凝土和钢筋的强度设计值应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的规定采用 52塔身变形和塔筒截面内力计算 第521条 计算圆筒形塔的动力特征时可将塔身简化成多质点悬臂体系沿塔高每5-10m设一质点每座塔的质点总数不宜少于8个 每个质点的重力应取相邻上下质点距离内结构自重的一半有塔楼时应包括相应的塔楼重和楼面固定设备重但楼面活荷载可不计 相邻质点间的塔身截面刚度取该区段的平均截面刚度可不考虑开孔和局部加强措施如洞口扶壁柱等的影响 第522条 计算结构自振特性和正常使用极限状态时可将塔身视为弹性体系其截面刚度可按下列规定取值 计算结构自振特性时取085EcI 计算正常使用极限状态时取065eCI 考虑地震作用时取10EcI 第523条 计算不均匀日照引起的塔身变位时截面曲率 1rc 可按下式计算 1rc,αT?td 式523 式中 αT钢筋混凝土的线膨胀系数取1×10-5? ?t由日照引起的塔身向阳面和背阳面的温度差 d塔筒的外径 第524条 在风荷载的动力作用下塔身任意高度处的振动加速度可按下式计算 α,40XT2 式524 式中 a加速度 ms2 X风荷载的动力作用下塔身在该高度处的水平振幅 m T塔的基本自振周期 s 第525条 考虑横向风振时截面的组合弯矩可按下式计算 M M2nM2l 式525 式中 M截面组合弯矩 Nm Mn横向风振引起的弯矩 Nm Ml相应于临界风速的顺风向弯矩 Nm 注横向风振和临界风速可按本规范第三章的规定计算 第526条 在塔身截面i处由塔体竖向荷载和水平位移所产生的附加弯矩?Mi可按下式计算 图526 也可按本规范附录四计算 ?Mi ?nj i1Gj uj-ui 式526 式中 Gjj质点的重力 考虑竖向地震影响时应包括竖向地震作用 uiujij质点的最终水平位移计算时包括日照温差和基础倾斜的影响 注对产生较大位移的情况 如地震作用 位移计算中应考虑非线性影响 图526截面附加弯矩计算简图 53塔筒承载能力计算 第531条 钢筋混凝土塔筒水平截面承载能力可按下列公式计算 一塔筒截面无孔洞时 图531-1 N?afcA a-at fsAs 式531-1 M?M?fcArsinαππfsAsr[sinαππsinαtππ] 式531-2 图531-1塔筒截面不开孔 图531-2塔筒截面受压区开孔 二塔筒受压区有一个孔洞时 图531-2 N?αfcA α-αt fsAs 式531-3 M?M?rπ-ζ fcAfsAs [sin απ-αζζ -sinζ]fsAssinαt π-ζ 式531-4 式中 A塔筒截面面积当塔筒受压区有孔洞时扣除孔洞面积 As全部纵向钢筋的截面面积当塔筒受压区有孔洞时扣除孔洞断筋的面积 r塔筒平均半径 α受压区的半角系数按式 531-1 确定 at受拉钢筋的半角系数一般取at,1-15a当α?23时取αt,0 ζ孔洞的半角 rad 注当受拉区有孔洞时可不考虑该孔洞的影响 第532条 钢筋混凝土塔筒竖向截面承载力可不验算但竖向裂缝宽度应验算并应满足构造配筋的要求 54塔筒裂缝宽度计算 第541条 计算钢筋混凝土塔筒裂缝宽度时应按eok?rco和eok rco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?MkNk 式541-1 式中 NkMk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 Nm ?Mk相应的附加弯矩 二截面核心距rco 塔筒截面无孔洞时 rco 05r 式541-2 塔筒截面受压区有一个孔洞时 rco π-ζ-05sin2ζ-2sinζ2 π-ζ-sinζ r 式541-3 第542条 钢筋混凝土塔筒水平截面的应力当eok?rco时应按下列规定确定图541- a 一背风面混凝土的压应力σ′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 σ′c NkA 1ω [12eokr] 式542-1 图541水平截面在标准荷载作用下的计算简图 a eok?rco 单向应力情况 b eok rco 双向应力情况 塔筒截面受压区有一个孔洞时 σc NkA 1ω × 12[eokrsinζπ-ζ][ π-ζ cosζsinζ]π-ζ-sin2ζ-2sin2ζπ-ζ 式542-2 二迎风面混凝土的压应力σ′c应按下列公式计算 塔筒截面无孔洞时 σc NkA 1ω [1-2eokr] 式542-3 塔简截面受压区有一个孔洞时 σc NkA 1ω × 1-2[eokrsinζπ-ζ] π-ζ -sinζπ-ζ-05sin2ζ-2sin2ζπ-ζ 式542-4 A 2rt π-ζ 式542-5 式中 A塔筒水平截面面积 ω塔筒水平截面的特征系数取25ραEαE为钢筋和混凝土弹性模量比EsEcρ为截面纵向钢筋配筋率 第543条 钢筋混凝土塔筒水平截面的应力当eo rco时应按下列规定确定图541- b 一背风面混凝土的压应力σ′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 塔筒截面无孔洞时 σc NkAπ 1-cosυ sinυ- υπω cosυ 式543-1 2 塔筒截面受压区有一个孔洞时 σ′c NkA× π-ζ cosζ-cosυ sinυ- 1ω sinζ-[υ-ζ π-ζ ω]cosυ 式543-2 二迎风面纵向钢筋的拉应力σ′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 σs 25αE1cosυ1-cosυσc 式543-3 塔筒截面受压区有一个孔洞时 σ′s 25αE1cosυcosζ-cosυσ′c 式543-4 式中υ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 塔筒截面无孔洞时 eokr υ-05sin2υωπ2[sinυ- υωπ cosυ 式543-5 2 塔筒截面受压区有一个孔洞时 eokr 1ω υ-ζ-05sin2ζsinζcosυ -05sin2υω π-υ 2 sinυ- 1ω sinζ-[υ-ζ π-ζ ω]cosυ 式543-6 第544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ω mm 按下式计算 ω αcrψσscEs[27c01d ρ]γ 式544-1 σsc σs05Es?tαT 式544-2 Ψ 11-065ftkρσsc 式544-3 式中 σsc在各项标准荷载和温度共同作用下的纵向钢筋拉应力 σs在各项标准荷载作用下的纵向钢筋拉应力 Nmm2 可按本章第543条计算 αT混凝土线膨胀系数取1×10-5? ?t筒壁内外温差 ? αcr与构件受力特征有关的系数取27 Ψ裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数当Ψ 04时取04当Ψ 10时取10 ftk混凝土抗拉强度标准值 Nmm2 ρ截面纵向钢筋配筋率 γ与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数对变形钢筋取07对光面钢筋取10 d钢筋直径 mm 当采用不同直径的钢筋时d改用换算直径4AsS S为全部纵向钢筋的总周长 c最外一排纵向受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545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ω仍可按第544条的公式进行计算仅在采用αcrρ及σsc三个数据时有所不同此时 1 系数αcr取用21 2 ρ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ρ 0008时取ρ 0008 3 σsc应按下式计算 σsc,ES?tαT 1-ξ 式545-1 ξ,-ωv?ω2r2ωv 式545-2 ωv 2ραE 式545-3 55钢筋混凝土塔筒的构造要求 第551条 塔筒的最小厚度tmin mm 可按下式计算但不应小于160mm tmin 10010d 式551 式中 d塔筒外直径 m 第552条 塔筒外表面沿高度坡度可连续变化也可分段采用不同的坡度 塔筒壁厚可沿高度均匀变化也可分段阶梯形变化 第553条 筒壁的混凝土强度等级不应低于c20混凝土的水灰比不宜大于050纵向或环向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于30mm 第554条 筒壁上的孔洞应规整同一截面上开多个孔洞时应沿圆周均匀分布其圆心角总和不应超过140?单个孔洞的圆心角不应大于70? 第555条 钢筋混凝土塔筒的最小配筋率 表555 塔筒配筋类别 混凝土强度等级 c20 c25-c40 纵向钢筋 外排 020 025 内排 010 015 环向钢筋 外层 015 020 内层 010 010 第556条 纵向钢筋和环向钢筋的最小直径和最大间距应符合表 556的规定 钢筋最小直径和钢筋最大间距 mm 表556 配筋类别 钢筋最小直径 钢筋最大间距 纵向钢筋 12 外排300 内排500 环向钢筋 10 250且不大于筒壁厚度 第557条 内外层环向钢筋应分别与内外排纵向钢筋绑扎成钢筋网 图557 内外钢筋网之间用拉筋连接拉筋直径不宜小于6mm拉筋的纵横间距可取500-600mm拉筋应交错布置并与纵向钢筋连接牢固 第558条 当纵向钢筋直径不大于18mm时可采用非焊接或焊接的搭接接头当大于18mm时宜采用对焊接头环向钢筋可采用搭接接头有地震作用时应采用焊接接头 非焊接钢筋的搭接长度?级钢筋应为30d?级钢筋应为35d同一截面上搭接接头的数量不应超过钢筋总数的14对焊接接头则接头数量不应超过钢筋总数的12 且接头位置应均匀错开 第559条 塔筒孔洞处的补强钢筋应按下列要求配置 一补强钢筋应靠近洞口周围布置其面积可取同方向被孔洞切断钢筋截面积的13倍 二矩形孔洞的四角处应配置45?方向的斜向钢筋每处斜向钢筋可按筒壁每100mm厚度采用250mm2钢筋面积且钢筋不宜少于2根 三所有补强钢筋伸过孔洞边缘的长度不应小于40倍钢筋直径 第6章高耸结构设计规范 61地基与基础 第611条 高耸结构的基础选型应根据建设场地土条件和结构的要求确定高耸结构的地基应进行强度计算和变形验算有特殊要求时 尚应进行抗拔抗滑稳定验算 第612条 高耸结构基础设计应符合下列要求 一电视塔微波塔基础底面在组合荷载作用下不允许脱开基土 二石油化工塔基础底面在正常操作或充水试压情况下不允许脱开基土在停产检修时允许部分脱开基土 三专业塔基础底面在不影响工艺要求时允许部分脱开基土 四各类塔基础底面在考虑地震作用时允许脱开基土 五基础底面允许部分脱开基土的面积应控制不大于底面全面积的14 62地基计算 第621条 地基承载力的计算应符合下列要求 一当承受轴心荷载时 Pm?fs 式621-1 式中 Pm基础底面平均压力 KNm2 fs地基承载力设计值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》的规定采用 二当承受偏心荷载时除应符合公式 621-1 的要求外尚应满足下式要求 除应符合公式 621-1 的要求外尚应满足下式要求 P?12fs 式621-2 式中 P基础边缘的最大压力 KNm2 当考虑地震作用时在公式 621-1 621-2 中应采用地基抗震承载力 设计值fsE代替地基承载力设计值fs地基抗震承载力设计值fsE应 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的规定采用 第622条 当基础承受轴心荷载和在核心区内承受偏心荷载时基 础底面压力可按下列公式计算 一矩 方 形和圆 环 形基础承受轴心荷载时 Pm NGA 式622-1 式中 N上部结构传至基础的竖向荷载设计值 KN G基础自重 包括基础上的土重 KN A基础底面面积 m2 二矩 方 形和圆 环 形基础承受 单向 偏心荷载时 P NGAMW 式622-2 Pmin NGA-MW 式622-3 式中 M上部结构传至基础的力矩设计值 KNm W基础底面的抵抗矩 m3 Pmin基础边缘最小压力 KNm2 三当矩 方 形基础承受双向偏心荷载时 P NGAMxWxMyWy 式622-4 P NGAMxWx-MyWy 式622-5 式中 MxMy上部结构传至基础对xy轴的力矩设计值 KNn WxWy矩 方 形基础底面对xy轴的抵抗矩 m3 第623条 当基础在核心区外承受偏心荷载且基底脱开基土面积不大于全部面积的14时基础底面压力可按下列公式确定 一矩 方 形基础承受单向偏心荷载时 图623-1 图623-1在单向偏心荷载作用下矩 方 形基础底面部分脱开时的基底压力 P 2 NG 3lα 式623-1 3a?075b 式623-2 式中 b平行于x轴的基础底面边长 m l平行于y轴的基础底面边长 m a合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离 m 二矩 方 形基础承受双向偏心荷载时 图623-2 P NG3αxαy 式623-3 aa?0125bl 式623-4 式中 αx合力作用点至ex一侧基础边缘的距离按b2-ex计算 αy合力作用点至αy一侧基础边缘的距离按12-ey计算 exX方向的偏心距 m 按MxNG计算 eyy方向的偏心距 m 按MyNG计算 三圆 环 形基础承受偏心荷载时 图623-3 P NGξr21 式623-5 αc,τr1 式623-6 式中 r1基础底板半径 m r2环形基础孔洞的半径 m 当r2 0时即为圆形基础 αc基底受压面积宽度 m ξτ系数根据比值r2r1及er1按本规范附录五确定 图623-3在偏心荷载作用 图623-2在双向偏心荷载作用 第624条 高耸结构的地基变形计算主要有下列两项其计算值应 不大于地基变形容许值 一地基最终沉降量应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》的规 定计算 二基础倾斜应按下列公式计算 tgζ S1-S2b或d 式624 式中 S1S2基础倾斜方向两边缘的最终沉降量 mm 对矩 方 形基础可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》计算对圆 环 形基础可按现行国家标准《烟囱设计规范》计算 b矩 方 形基础倾斜方向的宽度 mm d圆 环 形基础的外径 mm 注?当计算风荷载作用下的地基变形时应采用地基土的三轴试验不排水模量 弹性模量 代替变形模量 ?对于高度低于100米的高耸结构当地基土比较均匀又无相邻地面荷载的影响时在地基最终沉降量能满足允许沉降量的要求后可不验算倾斜 第625条 高耸结构的地基变形允许值可按表625的规定采用当工艺有特殊要求时可按有关专业规范规程另行确定 高耸结构的地基变形允许值 表625 结构类型 沉降量允许值 mm 倾斜允许值tgζ 高压缩性粘性土 低中压缩性粘性土砂土 电 视 塔 微 波 塔 等 H?20 400 200 ?0008 20 H?50 400 ?0006 50 H?100 400 ?0005 100 H?150 300 ?0004 150 H?200 300 ?0003 200 H?250 200 ?0002 250 H?300 200 ?00015 300 H?400 100 100 ?00010 石 油 化 工 塔 一般石油化工塔 200 100 ?0004 分馏类 石油 化工塔 d0?32 ?0004 32 D0?64 ?00025 注 H为高耸结构的总高度 m d0为石油化工塔的内径 m 63刚性基础和板式基础 第631条 刚性基础的外形尺寸应符合下列要求 一圆形基础 图631-1 br?08htgα h?d13tgα 二环形基础 图631-2 图631-1圆形基础 图631-2环形基础 b1?08htgα b2?htgα 三锥形和阶梯形基础 图631-3 b2?htgα b1?h1tgα bx?hxtgα 图631-3锥形和阶梯形基础 四基础台阶宽高比 tgα 的允许值应符合表631的规定 刚性混凝土基础台阶宽高比的允许值 表631 基础底面处的平均压力pm kNm2 宽高比允许值 tgα 混凝土强度等级 c10 c15 ?90 110 140 180 ?220 ?110 140 180 230 ?270 11 112 114 116 118 第632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632-1 r1rc?15 r1-r222?h?r340 h1?h2 二环形板式基础 图632-2 r4?ψrc r1-r222?h?r3r43 h1?h2?h2 图632-2环形板式基础 式中 rc筒体底截面的平均半径rc r2r32 r1r2r3r4基础不同位置的半径 h1h2h3基础底板不同位置的厚度 ψ环形基础底板外形系数可根据比值r1r2按图632-3确定 图632-3环形基础底板外形系数ψ曲线 第633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633-1 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 PPx2 式633-1 式中 p基底均布荷载 P基底边缘最大压力 Px计算截面X,X处的基底压力 二台阶形顶面的板式基础 图633-2 计算截面1,1及2,2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 PP12 式633-2 P PP22 式633-3 式中 P1P2计算截面1-12-2处的基底压力 图633-1坡形顶面板式基础的荷载计算简图 图633-2台阶形底板顶面板式基础的荷载计算简图 第634条 计算圆形环形基础底板强度时 图634 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 NAMIr1r22 式634 图634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 64基础的抗拔稳定和抗滑稳定 第641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642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643条 采用土重法时钢塔基础的抗拔稳定应按下式计算 图643 F?GeγR1GfγR2 式643 图643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643-1采 用当基础上拔深度ht?her时取基础底板以上抗拔角α0以内的土体 重图643 a 当基础上拔深度ht hcr时取hcr以上抗拔角α以内的土 体重和高度为 ht-hcr 的土柱重之和图643 b Gf基础重按基础的体积计算 α0土体计算的抗拔角按表643-1采用 hcr土重法计算的临界深度按表643-2采用 土的计算重力密度0和土体计算抗拔角α0 表643-1 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 kNm3 α0 17 25? 16 20? 14 10? 17 28? 16 26? 15 22? 土重法计算的临界深度 表643-2 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 25d 20d 15d 12d 30b 25b 20b 15b 注 ?上拔时的临界深度hcr即为土体整体破坏的计算深度 ?db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 06 b1 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 ?db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d,06 bl 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17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采用12 注公式 643 对非松散砂类土适用于htb?50和htd?40对粘性土适 用于htb?45和htd?35 第644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644 图644拉绳锚板基础的抗拔稳定计算简图 Fsinζ?GeR1GfR2 式644 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 ζ拔力F与水平地面的夹角 R1R2同第643条 注公式 644 仅适用于ζ 45? 第645条 采用剪切法时基础抗拔稳定应按下式计算 一当ht?hcr时图645 a F?VeR1GfR2 式645-1 二当ht hcr时图645 b F?VeGeR1GfR2 式645-2 当基础埋置在软塑粘土内时 图645剪切法基础抗拔稳定计算简图 F?8d2cR1GfR2 式645-3 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ht hcr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645采用 剪切法计算的临界深度 表645 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 40d-30d 30d-25d 35d-25d 25d-15d 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17 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12 注公式 645-1 645-2 对非松散砂类土适用于htd?40对粘性土适 用于htd?35 第646条 基础的抗滑稳定应按下式计算 H? NG μ13 式646 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 μ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 Nmm2 附表11 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 - - - 215 200 190 125 115 110 320 320 320 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12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12 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 ?40 40100 ?15 1520 20 ?20 2040 4050 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13 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 fwc 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 fwc 抗拉抗 压和抗剪 fwf ??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 Nmm2 附表14 螺检的钢号 或强度等 级 和构件的钢号 构件钢材 普通螺栓 锚栓 承压型高 强度螺检 粗制螺栓 精制螺栓 组别 厚度 mm 抗拉 fbt 抗剪 fbv 承压 fbc 抗拉 fbt 抗剪I类孔 fbv 承压I类孔 fbc 抗拉 fbt 抗剪 fbv 承压 fbc 普通螺栓 3号钢 - - 170 130 - 170 170 - - - - 锚栓 3号钢 16Mn钢 - - - - - - - - - - - - - - - - 140 90 - - - - 承压型高 强度螺栓 88级 109级 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 250 310 - - 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15 构件或连接的条件 折减系数 一单面连接的单角钢 1按轴心受力计算强度和连接 085 2按心受压计算稳定性等边角钢 短边相连的不等边角钢 长边相连的不等边角钢 0600015?λfy235但不大于10 0500025λ?fy235但不大于10 070 二施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接 090 注 ?λ为对中间无联系的单角钢压杆按最小回转半径计算的长细比当 λ,20时取λ 20 ?fy为钢材的屈服强度 对3号钢取235Nmm2 对16Mn钢16Mnq钢取345Nmm2 对15MnV钢15MnVq钢取390Nmm2 ?当几种情况同时存在时其折减系数应连乘 钢丝绳弹性模量 附表16 钢丝绳类型 弹性模量Es Nmm2 单股钢丝绳 18×105 单股钢丝绳 间为钢丝 14×105 多股钢丝绳 中间为有机芯 12×105 附录二轴心受压钢构件的稳定系数 轴心受压钢构件的截面分类 附表21 截面类别 截面形式和对应轴线 a 类 轧制 b类 双角钢 双角钢 等边角钢 等边角钢 格构式 格构式 格构式 格构式 3号钢a类截面轴心受压构件的稳定系数υ 附表22 λ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1000 1000 1000 1000 0999 0999 0998 0998 0997 0996 10 0995 0994 0993 0992 0991 0989 0988 0986 0985 0983 20 0981 0979 0977 0976 0974 0972 0970 0968 0966 0964 30 0963 0961 0959 0957 0955 0952 0950 0948 0946 0944 40 0941 0939 0937 0934 0932 0929 0927 0924 0921 0919 50 0916 0913 0910 0907 0904 0900 0897 0894 0890 0886 60 0883 0879 0875 0871 0867 0863 0858 0854 0849 0844 70 0839 0834 0829 0324 0818 0813 0807 0801 0795 0789 80 0783 0776 0770 0763 0757 0750 0743 0736 0728 0721 90 0714 0706 0699 0691 0684 0676 0668 0661 0653 0645 100 0638 0630 0622 0615 0607 0600 0592 0585 0577 0570 110 0563 0555 0548 0541 0534 0527 0520 0514 0507 0500 120 0494 0488 0481 0475 0469 0463 0457 0457 0445 0440 130 0434 0429 0423 0418 0412 0407 0402 0397 0392 0387 140 0383 0378 0373 0369 0364 0360 0356 0351 0347 0343 150 0339 0335 0331 0327 0323 0320 0316 0312 0309 0305 160 0302 0298 0295 0292 0289 0285 0282 0279 0276 0273 170 0270 0267 0264 0262 0259 0256 0253 0251 0248 0246 180 0243 0241 0238 0236 0233 0231 0229 0226 0224 0222 190 0220 0218 0215 0213 0211 0209 0207 0205 0203 0201 200 0199 0198 0196 0194 0192 0190 0189 0187 0185 0183 210 0182 0180 0179 0177 0175 0174 0172 0171 0169 0168 220 0166 0165 0164 0162 0161 0159 0158 0157 0155 0154 230 0153 0152 0150 0149 0148 0147 0146 0144 0143 0142 240 0141 0140 0139 0138 0136 0135 0134 0133 0132 0131 250 0130 3号钢b类截面轴心受压构件的稳定系数υ 附表23 λ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1000 1000 1000 0999 0999 0998 0997 0996 0995 0994 10 0992 0991 0989 0987 0985 0983 0981 0978 0976 0973 20 0970 0967 0963 0960 0957 0953 0950 0946 0943 0939 30 0936 0932 0929 0925 0922 0918 0914 0910 0906 0903 40 0899 0895 0891 0887 0882 0878 0874 0870 0865 0861 50 0856 0852 0847 0842 0838 0833 0828 0823 0818 0813 60 0807 0802 0797 0791 0786 0780 0774 0769 0763 0757 70 0751 0745 0739 0732 0726 0720 0714 0707 0701 0694 80 0688 0681 0675 0667 0661 0655 0648 0641 0635 0628 90 0621 0614 0608 0601 0594 0588 0581 0575 0568 0561 100 0555 0549 0542 0536 0529 0523 0517 8>0511 0505 0499 110 0493 0487 0481 0475 0470 0464 0458 0453 0447 0442 120 0437 0432 0426 0421 0416 0411 0406 0402 0397 0392 130 0387 0383 0378 0374 0370 0365 0361 0357 0353 0349 140 0345 0341 0337 0333 0329 0326 0322 0318 0315 0311 150 0308 0304 0301 0298 0295 0291 0288 0285 0282 0279 160 0276 0273 0270 0267 0265 0262 0259 0256 0254 0251 170 0249 0246 0244 0241 0239 0236 0234 0232 0229 0227 180 0225 0223 0220 0218 0216 0214 0212 0210 0208 0206 190 0204 0202 0200 0198 0197 0195 0193 0191 0190 0188 200 0186 0184 0183 0181 0180 0178 0176 0175 0173 0172 210 0170 0169 0167 0166 0165 0163 0162 0160 0159 0158 220 0156 0155 0154 0153 0151 0150 0149 0148 0146 0145 230 0144 0143 0142 0141 0140 0138 0137 0136 0135 0134 240 0133 0132 0131 0130 0129 0128 0127 0126 0125 0124 250 0123 16Mn钢16Mnq钢a类截面轴心受压构件的稳定系数υ 附表24 λ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1000 1000 1000 0999 0999 0998 0997 0997 0996 0994 10 0993 0992 0990 0988 0986 0984 0982 0980 0978 0975 20 0973 0971 0969 0967 0904 0962 0960 0957 0955 0952 30 0950 0917 0944 0941 0939 0936 0933 0930 0927 0923 40 0920 0917 0913 0909 0906 0902 0898 0894 0889 0885 50 0831 0876 0871 0866 0861 0856 0850 0844 0838 0832 60 0825 0819 0812 0806 0798 0791 0783 0775 0767 0759 70 0751 0742 0734 0725 0716 0707 0698 0689 0680 0671 80 0661 0652 0643 0633 0624 0615 0606 0596 0587 0578 90 0570 0561 0552 0543 0535 0527 0518 0510 0502 0494 100 0487 0479 0471 0464 0457 0450 0443 0436 0429 0423 110 0416 0410 0404 0398 0392 0386 0380 0374 0369 0363 120 0358 0353 0348 0343 0338 0333 0328 0324 0319 0315 130 0310 0306 0302 0298 0294 0290 0286 0282 0278 0275 140 0271 0268 0264 0261 0257 0254 0251 0248 0245 0242 150 0239 0236 0233 0230 0227 0224 0222 0219 0217 0214 160 0212 0209 0207 0204 0202 0200 0197 0195 0193 0191 170 0189 0187 0184 0182 0180 0179 0177 0175 0173 0171 180 0169 0167 0166 0164 0162 0161 0159 0157 0156 0154 190 0153 0151 0150 0148 0147 0145 0144 0142 0141 0140 200 0138 0137 0136 0134 0133 0132 0131 0129 0128 0127 210 0126 0125 0124 0123 0121 0120 0119 0118 0117 0116 220 0115 0114 0113 0112 0111 0110 0109 0108 0107 0106 230 0106 0105 0104 0103 0102 0101 0100 00996 00988 00980 240 00972 00964 00957 00949 00942 00934 00927 00919 00912 00905 250 00898 16Mn钢16Mnq钢b类截面轴心受压构件的稳定系数υ 附表25 λ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1000 1000 1000 0999 0998 0997 0996 0995 0993 0991 10 0989 0987 0984 0981 0978 0975 0972 0968 0964 0960 20 0956 0952 0948 0943 0939 0935 0931 0926 0922 0917 30 0913 0908 0903 0899 0894 0889 0884 0879 0874 0869 40 0863 0858 0853 0847 0841 0835 0829 0823 0817 0811 50 0804 0798 0791 0784 0778 0771 0764 0756 0749 0742 60 0734 0727 0719 0711 0704 0696 0688 0680 0672 0664 70 0656 0648 0640 0632 0623 0615 0607 0599 0591 0583 80 0575 0567 0559 0551 0544 0536 0528 0521 0513 0506 90 0499 0491 0484 0477 0470 0463 0457 0450 0443 0437 100 0431 0424 0418 0413 0406 0400 0395 0389 0384 0378 110 0373 0367 0362 0357 0352 0347 0343 0338 0333 0329 120 0324 0320 0315 0311 0307 0303 0299 0295 0291 0287 130 0283 0280 0276 0273 0269 0265 0262 0259 0256 0253 140 0249 0246 0243 0240 0237 0235 0232 0229 0226 0224 150 0221 0218 0216 0213 0211 0208 0206 0204 0201 0199 160 0197 0195 0193 0190 0188 0186 0184 0182 0180 0178 170 0176 0175 0173 0171 0169 0167 0166 0164 0162 0161 180 0159 0157 0156 0154 0153 0151 0150 0148 0147 0145 190 0144 0142 0141 0140 0138 0137 0136 0135 0133 0132 200 0131 0130 0128 0127 0126 0125 0124 0123 0122 0120 210 0119 0118 0117 0116 0115 0114 0113 0112 0111 0110 220 0109 0108 0108 0107 0106 0105 0104 0103 0102 0101 230 0101 00998 00990 00982 00974 00966 00959 00951 00943 00936 240 00929 00921 00914 00907 00900 00893 00886 00879 00873 00866 250 00859 附录三塔筒水平截面受压区半角υ计算表 正常使用状态 时 截面受压区半角ζ计算表 附表31 ω 0050 0065 0080 0100 0150 0200 0250 0300 0350 0400 eokr υ 度 440 7270 460 4382 480 3211 5929