小电杆设计计算书

1、环形预应力砼电杆结构设计计算书Y110×5500 杆计算一. 已知条件：1.杆长:L=5.5m, 梢径:110mm, 锥度比:K=1:75, 荷载点高度: L1=4.35 m, 埋深:L2=0.9 m, 壁厚:t=35 mm 2. 选取 4.0螺旋高强应力钢丝作主筋,设计标准荷载为Q3级。二原材料选用参数：1 砼：fcu =50 N/ mm2（C50）fcm=26 N/ mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22 钢材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.8×105 N/

2、 mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2三 几何参数及内力计算:1.杆型:计算截面取支持点高度处(距根端900 mm)r2=110÷2+（5500-900）÷150=85.67mmr1=85.67-35=50.67 mmA=3.14×(85.672-50.672)=14983.77 mm22.内力计算Pk=750 NMk=750×4350=3.26×106N.mm3.预应力损失计算：(1).由锚具引起的预应力损失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷5500×1.8

3、15;105=32.73 N/ mm2(2).由温度引起的预应力损失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于钢丝应力松驰引起的预应力损失（采用超张拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) ×con=89.30N/ mm2第一批预应力损失：LI=L1+ L3 +L4=32.73 + 40 +89.30=162.03 N/ mm24.根据经验,砼收缩、徐变产生的预应力损失暂取为总预应力损失的40%。即L5=40%L （L为总预应力损失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1-0.4)=162.03&

4、#247;0.6=270.05 N/ mm25.设满足抗裂要求时需配置的预应力筋用量Ap(1).计算截面受拉边缘的弹性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A0÷4 r2=28.91 A0(2).构件换算截面A0A0=A×（E-1）×ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45×104=5.22A0= A+（5.22 -1）×Ap=14983.77+4.22 Ap(3).在标准荷截下,抗裂验算截面边缘的砼法向应力sc= Mk÷W0=3.26×106÷28.91A0=1.13

5、×105÷A0(4).扣除全部预应力损失后，抗裂验算截面边缘砼预压应力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-270.05）×Ap÷A0 =832.45 Ap÷A0(5).受压区砼塑性影响系数=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×50.67÷85.67=1.76(6).砼拉应力限制系数act =1act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2(7)当预应力主筋满足抗裂要求时:sc-pcact××

6、ftk即1.13×105÷A0-832.45 Ap÷A04.84把A0=14983.77+4.22 Ap代入得Ap47.46mm2 (8)主筋直径为4.0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=3.78根据规范n6 取n=6根Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36mm2换算截面积：A0=A + ( aE-1) ×Ap =14983.77+(5.22-1) ×75.36=15301.79 mm26.砼的预压应力：sc =(con-L1)×Ap÷A0=(110

7、2.5-162.03) ×75.36÷15301.79=4.63N/ mm27.脱模时砼立方体抗压强度:f,cu=50×0.7=35 N/ mm2pc÷f,cu=4.63÷35=0.13 < 0.5 满足要求8.纵向钢筋配筋率:= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2×15301.79)=0.246%9.砼收缩引起的预应力第二批损失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.13) ÷(1+15×0

8、.246%)=70.98 N/ mm210.总的预应力损失:L=L+L=162.03+70.98 =233.01 N/ mm2四.抗弯正截面强度计算:1. 当砼法向应力等于零时,预应力筋的应力:po=con-L=1102.5-233.01=869.49 N/ mm22.受压区砼截面面积与全截面面积之比值 a ： a= fpy×Ap÷fcm×A+ f,py×Ap+1.5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×14983.77+400×75.36+1.5×(1070-86

9、9.49) ×75.36=80635.2÷(389578.02+30144+22665.65) =80635.2÷442387.67=0.182 < 2/3 满足要求3受拉纵向钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.182=0.7274.计算支持点截面处设计弯矩:M= fcm×A×(r1 +r2) ×sina÷2+ f,py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat&#

10、247; =26×14983.77×68.17×0.17+400×75.36×68.17×0.17+200.51×75.36×68.17×0.24=4514780+349335+247218=5.11×106 N.mmM,=M÷1.45=3.52×106 N.mm > Mk=3.26×106N.mm满足要求五.抗裂强度验算：1 核算截面边缘弹性抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2) ×(r21 +r22)=15301.79÷

11、342.68×9906.80=4.42×105 mm32. 在标准荷载下，抗裂验算截面边缘的砼法向应力：sc= Mk÷Wo =3.26×106÷4.42×105=7.38N/ mm23. 扣除全部预应力损失后,抗裂验算边缘砼的预应力:pc=(con-L) ×AP÷AO=869.49×75.36÷15301.79=4.28N/ mm2sc-pc=7.38-4.28=3.1N/ mm2< act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2

12、满足抗裂要求六.挠度计算1.计算截面惯性矩I0I0= AO× (r21 +r22) ×4÷16=15301.79×9906.80×4÷16=3.79×107 mm2.荷载短期效应组合下的短期刚度 BS=0.85×Ec×I0=0.85×3.45×104×3.79×107=1.11×1012 N. mm23.电杆有关几何尺寸计算如下:(代号见图)H=(L1+ L3) ×D0 ÷(D0- D1)=12850.45 mmh= H-(L1+ L3

13、)= 12850.45-4600=8250.45 mma H= H- L1=12850.45-4350=8500.45 mma= a H÷H=8500.45÷12850.45=0.664. 杆顶挠度值:Ynax= Pk×H2÷2× BS×( H2÷h - a H3÷3h2 + h 2/3 a×h- 2H + a H)=1000×12850.452÷(2×1.06×1012)×(12850.452÷8250.45-0.66×12850.4

14、53÷3×8250.452+8250.45-2×0.66÷3×8250.45-2×12850.45+8500.45)=0.078×(20015.16-6858.39+8250.45-3630.20-25700.90+8500.45)=0.078×576.57=44.97 mm5. 允许挠度Y= (L1+ L3) ÷50=4600÷50=92 mm满足挠度要求因此该电杆配筋为：64.8七.螺旋筋、架立圈设置:1. 螺旋筋:采用2.5 mm乙级冷拔低碳钢丝,其性能指标应符合GB34382<&l

15、t;一般用途低碳钢丝>>的规定,其抗拉强度应控制在650940Mpa范围内。2. 架立圈:采用6.5 mm普通低碳热轧园盘条钢筋,其性能指标应符合GB70197<<低碳钢热轧园盘条>>的规定,架立圈尺寸及布置见相关规定。 环形预应力砼电杆结构设计计算书Y110×6000 杆计算一 已知条件：1.杆长:L=6.0m, 梢径:110mm, 锥度比:K=1:75, 荷载点高度: L1=4.75 m, 埋深:L2=1.0m, 壁厚:t=35 mm 2. 选取 4.0螺旋高强应力钢丝作主筋,设计标准荷载为Q3级。二原材料选用参数：1 砼：fcu =50 N/

16、 mm2（C50）fcm=26 N/ mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22 钢材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.8×105 N/ mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2三 几何参数及内力计算:1.杆型:计算截面取支持点高度处(距根端1000 mm)r2=110÷2+（6000-1000）÷150=88.33mmr1=88.33-35=53.33 mmA=3.14×(88.332-53.332)=15568.

17、43 mm22.内力计算Pk=750NMk=750×4750=3.56×106N.mm3.预应力损失计算：(1).由锚具引起的预应力损失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷6000×1.8×105=30N/ mm2(2).由温度引起的预应力损失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于钢丝应力松驰引起的预应力损失（采用超张拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) ×con=89.30 N/ mm2第一批预应力损失：LI=L1+ L3 +

18、L4=30+ 40 + 89.30 =159.30 N/ mm24.根据经验,砼收缩、徐变产生的预应力损失暂取为总预应力损失的40%。即L5=40%L （L为总预应力损失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1-0.4)= 159.30÷0.6=265.50N/ mm25.设满足抗裂要求时需配置的预应力筋用量Ap(1).计算截面受拉边缘的弹性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A0÷4 r2=30.13 A0(2).构件换算截面A0A0=A×（E-1）×ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45&#

19、215;104=5.22A0= A+（5.22 -1）×Ap=15568.43 +4.22 Ap(3).在标准荷截下,抗裂验算截面边缘的砼法向应力sc= Mk÷W0=3.56×106÷30.13A0=1.18×105÷A0(4).扣除全部预应力损失后，抗裂验算截面边缘砼预压应力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-265.50）×Ap÷A0 =837Ap÷A0(5).受压区砼塑性影响系数=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×53.33

20、7;88.33=1.76(6).砼拉应力限制系数act =1act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2(7)当预应力主筋满足抗裂要求时:sc-pcact××ftk即1.18×105÷A0-837Ap÷A04.84把A0=15568.43 +4.22 Ap代入得Ap49.74mm2 (8)主筋直径为4.0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=3.96 根据规范n6 取n=6根Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36

21、mm2换算截面积：A0=A + ( aE-1) ×Ap =15568.43+(5.22-1) ×75.36=15886.45 mm26.砼的预压应力：sc =(con-L1)×Ap÷A0=(1102.5-159.30) ×75.36÷15886.45 =4.47 N/ mm27.脱模时砼立方体抗压强度:f,cu=50×0.7=35N/ mm2pc÷f,cu=4.47÷35=0.128 < 0.5 满足要求8.纵向钢筋配筋率:= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2

22、15;15886.45)=0.237%9.砼收缩引起的预应力第二批损失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.128) ÷(1+15×0.237%)=70.65 N/ mm210.总的预应力损失:L=L+L=159.30+70.65=229.95N/ mm2四.抗弯正截面强度计算:1当砼法向应力等于零时,预应力筋的应力:po=con-L=1102.5-229.95=872.55N/ mm22.受压区砼截面面积与全截面面积之比值 a ：a= fpy×Ap÷fcm×

23、;A+ f,py×Ap+1.5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×15568.43+400×75.36+1.5×(1070-872.55) ×75.36 =80635.2÷(404779+30144+22320) =80635.2÷457243=0.176 < 2/3 满足要求3受拉纵向钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.176=0.7364.计算支持点截面处设计弯矩:M= fcm×A×

24、;(r1 +r2) ×sina÷2+ f,py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat÷ =26×15568.43×70.83×0.167+400×75.36×70.83×0.167+197.45×75.36×70.83×0.235=4787975+356561+247675=5.39×106 N.mmM,=M÷1.45=3.72×106 N.

25、mm > Mk=3.56×106N.mm满足要求五.抗裂强度验算：1 核算截面边缘弹性抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2) ×(r21 +r22)=15886.45÷353.32×10646.28=4.78×105 mm32 在标准荷载下，抗裂验算截面边缘的砼法向应力：sc= Mk÷Wo =3.56×106÷4.78×105=7.45N/ mm23 扣除全部预应力损失后,抗裂验算边缘砼的预应力:pc=(con-L) ×AP÷AO=872.55×75.3

26、6÷15886.45=4.14N/ mm2sc-pc=7.45-4.14=3.31N/ mm2< act××ftk =1×1.76×2.75=4.84N/ mm2满足抗裂要求六.挠度计算1.计算截面惯性矩I0I0= AO× (r21 +r22) ×4÷16=15886.45×10646.28×4÷16=4.23×107 mm2.荷载短期效应组合下的短期刚度 BS=0.85×Ec×I0=0.85×3.45×104×4.23

27、×107=1.24×1012 N. mm23.电杆有关几何尺寸计算如下:(代号见图)H=(L1+ L3) ×D0 ÷(D0- D1)=13249.59 mmh= H-(L1+ L3)= 13249.59-5000=8249.59mma H= H- L1=13249.59-4750=8499.59 mma= a H÷H=8499.59÷13249.59=0.644 杆顶挠度值:Ynax= Pk×H2÷2× BS×( H2÷h - a H3÷3h2 + h 2/3 a×

28、h- 2H + a H)=1000×13249.592÷(2×1.25×1012)×(13249.592÷8249.59-0.64×13249.593÷3×8249.592+8249.59-2×0.64÷3×8249.59-2×13249.59+8499.59)=0.07×(21280.04-7303+8249.59-3519.83-26499.18+8499.59)=0.07×707.21=49.5 mm5 允许挠度Y= (L1+ L3) &#

29、247;50=5000÷50=100 mm满足挠度要求因此该电杆配筋为：6s4.8七.螺旋筋、架立圈设置:1.螺旋筋:采用2.5 mm乙级冷拔低碳钢丝,其性能指标应符合GB34382<<一般用途低碳钢丝>>的规定,其抗拉强度应控制在650940Mpa范围内。2.架立圈:采用6.5 mm普通低碳热轧园盘条钢筋,其性能指标应符合GB70197<<低碳钢热轧园盘条>>的规定,架立圈尺寸及布置见相关规定。 环形预应力砼电杆结构设计计算书Y110×6500 杆计算一.已知条件：1.杆长:L=6.50m, 梢径:110mm, 锥度比:K=

30、1:75, 荷载点高度: L1=5.15 m, 埋深:L2=1.10m, 壁厚:t=35 mm 2. 选取 4.0螺旋高强应力钢丝作主筋,设计标准荷载为Q3级。二原材料选用参数：1砼：fcu =50 N/ mm2（C50）fcm=26 N/ mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22钢材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.8×105 N/ mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2二 几何参数及内力计算:1.杆型:计算截面取支持点高度处(距根端110

31、0 mm)r2=110÷2+（6500-1100）÷150=91mmr1=91-35=56 mmA=3.14×(912-562)=16155.3 mm22.内力计算Pk=750 NMk=750×5150=3.86×106N.mm3.预应力损失计算：(1).由锚具引起的预应力损失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷6500×1.8×105=27.69 N/ mm2(2).由温度引起的预应力损失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于钢丝应力松驰引起的预应力损失（采

32、用超张拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) ×con=89.30N/ mm2第一批预应力损失：LI=L1+ L3 +L4=27.69 + 40 + 89.30 =156.99 N/ mm24.根据经验,砼收缩、徐变产生的预应力损失暂取为总预应力损失的40%。即L5=40%L （L为总预应力损失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1-0.4)= 156.99÷0.6=261.65 N/ mm25.设满足抗裂要求时需配置的预应力筋用量Ap(1).计算截面受拉边缘的弹性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A

33、0÷4 r2=31.37 A0(2).构件换算截面A0A0=A×（E-1）×ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45×104=5.22A0= A+（5.22 -1）×Ap=16155.3+4.22 Ap(3).在标准荷截下,抗裂验算截面边缘的砼法向应力sc= Mk÷W0=3.86×106÷31.37A0=1.23×105÷A0(4).扣除全部预应力损失后，抗裂验算截面边缘砼预压应力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-261

34、.65）×Ap÷A0 =840.85 Ap÷A0(5).受压区砼塑性影响系数=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×56÷91=1.75(6).砼拉应力限制系数act =1act××ftk =1×1.75×2.75=4.82 N/ mm2(7)当预应力主筋满足抗裂要求时:sc-pcact××ftk即1.23×105÷A0-840.85 Ap÷A04.82把A0=16155.3+4.22 Ap代入得Ap52.41mm2 (8)主筋直径为4.

35、0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=4.17根据规范n6 取n=6根Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36 mm2换算截面积：A0=A + ( aE-1) ×Ap =16155.3+(5.22-1) ×75.36=16473.32mm26.砼的预压应力：sc =(con-L1)×Ap÷A0=(1102.5-156.99) ×75.36÷16473.32=4.33N/ mm27.脱模时砼立方体抗压强度:f,cu=50×0.7=35 N/ mm2pc&#

36、247;f,cu=4.33÷35=0.124 < 0.5 满足要求8.纵向钢筋配筋率:= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2×16473.32)=0.228%9.砼收缩引起的预应力第二批损失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.124) ÷(1+15×0.228%)=69.89N/ mm210.总的预应力损失:L=L+L=156.99+69.89=226.88 N/ mm2四.抗弯正截面强度计算:1当砼法向应力等于零时,预应力筋的

37、应力:po=con-L=1102.5-226.88 =875.62 N/ mm22.受压区砼截面面积与全截面面积之比值 a ：a= fpy×Ap÷fcm×A+ f,py×Ap+1.5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×16155.3+400×75.36+1.5×(1070-875.62)×75.36=80635.2÷(420038+30144+21972) =80635.2÷472154=0.171 < 2/3 满足要求3受拉纵

38、向钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.171=0.7434.计算支持点截面处设计弯矩:M= fcm×A×(r1 +r2) ×sina÷2+ f,py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat÷ =26×16155.3×73.5×0.163+400×75.36×73.5×0.163+194.38×73.5×75.36×0.23=5032262+361140+247632=5.64×106 N.mmM,=M÷1.45=3.89×106 N.mm >Mk=3.86×106N.mm满足要求五.抗裂强度验算：1 核算截面边缘弹性抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2)