秦岭终南山特长公路隧道1_竖井风塔计算.docVIP

秦岭终南山特长公路隧道1#竖井风塔计算结果 1.计算资料 风塔内径：7.4m 风塔地面高度：39.5 m；地下部分：12.35m 基本风压：；（根据《建筑荷载规范》选取） 地基承载力：； Ⅱ类围岩，设计地震烈度7度; 混凝土标号：C30; 2.计算原则及目的 原则：本设计中，荷载按《高耸结构设计规范》，参考1#竖井风塔设计图，算时考虑自重荷载、风荷载、裹冰荷载、温度作用的影响；因为设计的地震烈度7度，故考虑地震影响，根据《高耸结构设计手册》的相关规定，只考虑水平地震作用，而且根据《高耸结构规范》的要求，考虑荷载组合，找出最不利组合。 3.自重荷载计算 因为塔断面为阶梯状变截面，故采用分段计算结构自重： 混凝土的容重γ＝23； 计算得：G =21971(KN)； 4.自振周期计算 根据《建筑结构荷载规范》的规定计算 5.风荷载计算 根据《高耸结构设计规范》计算： 基本风压：； 计算公式：　 (3.2.1) (3.2.8 ) 式中： 相关参数选取： 具体计算数据见下表1.1： 表1.1 风荷载计算 计算结果 风塔高度（m） 3.95 7.9 11.85 15.8 19.75 23.7 27.65 31.6 35.55 39.5 Z/H 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 βz 1.71 1.63 1.55 1.47 1.38 1.3 1.22 1.14 1.08 1.02 ωK 1.02 1.08 1.14 1.22 1.3 1.38 1.64 1.73 1.82 1.91 D0 8.6 8.6 8.6 8.6 8.4 8.4 8.4 8.2 8.2 8.2 ωKk 9.86 10.1 10.69 11.43 12.16 12.65 13.43 14.21 14.92 15.66 注：表中的＝，单位（）； 根据上表计算的塔底（即与地面相交截面）的剪力：Ｖ＝482.73KN； 6.计算附加弯矩 具体按《高耸结构规范》附录四： 圆筒形塔的附加弯矩计算 计算步骤简介： （1）计算承载能力极限状态的：（不考虑基底倾斜的影响） 根据计算，故采用下式计算： 式中：——塔筒顶部的线分布重力，可取塔筒顶部一节的平均线分布重力； ——整个塔筒的平均线分布重力； 式中：——离塔筒顶处的折算重力； H——塔筒高度； ——计算截面i的高度； ——钢筋混凝土的线膨胀系数; ——日照温差; ——高度为0.4H的塔筒外径; （2）计算i截面的 故:根据上式计算有: （3）现用方法（二）检算: 计算公式见下式: 故根据结构力学相关方法计算水平位移， 具体数据见下表1.2： 表1.2 水平位移计算数据 计算结果 塔高度（m） 0 3.95 7.9 11.85 15.8 19.75 23.7 27.65 31.6 35.55 39.5 Mi(KN.m) 10159 8458 6844 5278 3980 2810 1828 1045 428 119 0 I (m4) 235.9 121.3 121.3 97.2 97.2 97.2 97.2 74.7 74.7 74.7 74.7 E(GPa) 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 按《结构力学》的图乘法，计算塔顶的水平位移有： 　　　　（具体计算步骤略） 结论： 塔在自重荷载与风荷载的共同作用下，塔顶的水平位移是最大的位移值，而其只有0.001269m，两种算法结果吻合,所以可以忽略风荷载产生的水平位移而产生的附加弯矩的影响。 故，计算附加弯矩为温度变化影响: . 7.温度应力计算 根据《高耸结构设计规范》规定,在进行温度应力检算时,除烟囱之外的其他钢筋混凝土塔筒的内外温差都很小,故按下式近似方法计算(即:温度弯矩法) 8.裹冰荷载计算 主要考虑梯形截面变化处及顶面的荷载： 计算公式： 具体计算见下表1.3： 表1.3 裹冰荷载计算数据 截面编号 截面位置高度(m) (KPa) (KN) Ⅰ 1.5 0.15 0.0162 0.358 Ⅱ 7.5 0.75 0.081 0.865 Ⅲ 23.5 1.25 0.135 1.407 Ⅳ 39.5 1.45 0.157 6.152 根据上表计算结果有： 故，在计算荷载组合时忽略裹冰荷载。 9.地震荷载计算 设防烈度为7度,Ⅱ类场地(根据《建筑抗震设计规范》),在计算中主要考虑第一振型的影响: 然后由公式: 在此,计算截面为塔与地平面相交的截面,计算结果为:M=84