消防炮塔架计算书.doc

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1、消防炮塔架计算书一、主要要求：1、型钢格构式塔架，落于泵船甲板上。2、上层炮标高16.0m，自重120Kg，水平后座力4.12kN。下层炮标高13.5m，自重120Kg，水平后座力2.2kN。3、南京大厂镇江边。二、设计概况：1、抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.1g，设计地震分组为第一组.2、基本风压0.4kN/㎡，地面粗糙度为A类(空旷地带)，工程的安全等级为一级(参照《高耸结构设计规范》设计)。3、按照《高耸规范》第3.4.2条，本塔架结构不必进行构件截面的抗震验算，仅需满足抗震构造要求。4、荷载的组合，按《高耸规范》第2.0.5条，取用下式：1.2G+1.4W+1.4×0

2、.7L式中，G为自重等永久荷载W为风荷载L为活荷载5、考虑到平时检修及消防炮使用时人员的上下，采用大型角钢格构式塔架，尺寸如下：三、塔架构件选择说明：1、满足大型格构式柱的构造要求：斜缀条与水平缀条的夹角宜在40°~70°8/8内，水平缀条不小于L63×5，斜缀条不小于L75×6。1、节点板的厚度由构造决定，选用10mm厚钢板，焊脚尺寸取8mm。2、除塔架柱脚处的水平缀条连在柱分肢的外侧，其他所有缀条。包括斜缀条和水平缀条均连在柱分肢的内侧，塔身外表平整，便于运输；根据业主要求，塔架用螺栓连接。3、塔架可以在工厂分段制作，现场进行拼接。4、格构式柱（塔架）采用分离式柱脚，柱脚底板由计算

3、确定，且应不小于20mm厚；锚栓直径亦由计算确定，且应不小于20mm，孔径为螺栓直径的1.5倍，垫板孔径比螺栓大2mm。二、风荷载的计算：按《高耸规范》执行。W=βZμSμZμrω0式中：ω0=1.1×0.4=0.44kN/㎡(1.1为工程重要性一级要求，0.4为南京的基本风压)βZ为风振系数：根据荷载规范GB50009-2001附录E，高耸结构的基本自振周期T1=(0.007~0.013)H，本工程为钢结构，取T1=0.013×16.0=0.208sec;另根据《高耸规范》第3.2.7条，T1<0.25sec时不考虑风振影响，即βZ=1.0μS为风荷载体型系数，取2.6(偏于安全取规

4、范的高值)μZ为风压高度变化系数，按高度16m的取值为1.52μr为风荷载重现期调整系数，为1.2W=1.0×2.6×1.52×1.2×0.44=2.09kN/㎡三、柱分肢角钢L140×14和缀条角钢L100×10的截面特性：角钢截面示意角钢L140×14：肢宽L=140mm，肢厚tf=14mm，A=3757平方毫米Wxmin=68744(mm)3Ix=6888100(mm)4Ix0=10935600(mm)4Iy0=2840600(mm)3Wx0=110466(mm)3Wy0=50467(mm)3Ix=42.8mmIx0=54mmIy0=27.5mm8/8Z0=39.8mmG=29.

5、492Kg/m角钢L100×10：肢宽L=100mm，肢厚tf=14mmA=1926.1(mm)2Wxmin=25060(mm)3Ix=1795100(mm)4Ix0=2846800(mm)4Iy0=743500(mm)3Wx0=4260(mm)3Wy0=18540(mm)3Ix=305mmIx0=384mmIy0=196mmZ0=28.4mmG=15.12Kg/m六、计算格构式柱的柱身1500mm高的材料重量及总重：分肢角钢：L140×14，29.492×1.6×4=188.8KgL100×10水平角钢：15.12×1.6×4=96.8KgL100×10斜向角钢：15.12×1.8×

6、4=108.9Kg节点板：0.3×0.6×0.01×7800×4=56.2Kg合计：188.8+96.8+108.9+56.2=450.7Kg考虑计入爬梯及附属设备等，1600mm高柱重取1.1×450.7=495.77Kg柱全高重：495.77×10(节)=4957.7Kg=49.58kN七、求塔架内力：控制截面在塔底风荷载沿高度的线载=1.60×2.09=3.344kN/m塔底轴力设计值：3.344kN/m12.0mN=49.58×1.2=59.50kN弯矩设计值：M=1/2×3.344(风)×16.02×1.4+(4.12×16.0+2.2×13.5)(后座力)×1.4×0.7=

7、599.2+93.7=692.9kN·m剪力设计值：V=3.344×16.0×1.4+(4.12+2.2)×1.4×0.7=74.91+6.2=81.1kN查规范〈〈钢结构设计规范〉〉知，格构式柱的轴心受压构件的截面分类为b类。8/8八、验算塔架柱的整体稳定性、整体强度、柱分肢的稳定性、柱分肢的强度以及缀条的有关计算：1.塔架为格构式柱（大型），属压弯构件，整体稳定性的计算公式为：N/φXA+βmxMx/W1x(1-φXN/NEX)≤f(a)式