电杆结构设计计算与探讨.docx

纪爱民( 沧州水泥制品有限公司, 061000)摘 要: 分别依据 GB50010- 2002、GB J10- 纪爱民 ( 沧州水泥制品有限公司, 061000) 摘 要: 分别依据 GB50010- 2002、GB J10- 89 新、旧《混凝土结构设计规范》, 对电杆新国标 GB/T4623- 2006《环形混凝土电 杆》中所列整根锥形杆进行了对比设计计算, 并对大荷载等级杆( 即大弯矩电杆) 进行了结构设计计算与探讨。计算表明, 按新、 旧规范设计计算结果基本是一致的, 但新规范比旧规范更合理、更符合实际; 一般情况下对于普通钢筋混凝土电杆可只需进行 强度计算而不需进行裂缝宽度和挠度计算; 对于预应力混凝土电杆一般可只进行强度和抗裂计算而不需进行挠度计算; 对于大 弯矩预应力杆一般设计习惯已不再适用, 笔者认为可采用降低张拉控制应力、增大电杆的壁厚、提高混凝土设计强度等级和采 用部分预应力设计结构四种调整方法, 对大弯矩预应力杆进行结构设计计算。探讨了同条件下壁厚、配筋量对抗弯强度和挠度 的影响, 并对电杆的生产控制提出了建议。 关键词: 普通电杆; 预应力电杆; 结构设计 中图分类号: TU525 文献标识码: B 文章编号: 1000- 4637 ( 2008 ) 01- 18- 07 0 前言 环形混凝土电杆包括环形钢筋混凝土锥形电 杆 ( 简称普通电杆) 、环形预应力混凝土锥形电杆( 简称预 应力电杆) , 其结构设计与计算一般按《混凝土结构设 计规范 》( 以 下 简 称 规 范 ) 结 合 电 杆 标 准 GB/T4623 - 2006《环形混凝土电杆》来进行。规范于 2002 年进行了 修订。旧规范为 GBJ10- 89, 新规范为 GB50010- 2002, 新规范对电杆的设计计算有多大影响呢? 电杆是沿环形截面均匀配置纵向钢筋的受弯 构 件, 其结构设计与计算, 一般需进行强度、抗裂( 裂缝宽 度) 度和挠度计算, 且计算结果要求同时满足强度、抗 裂度和挠度要求, 才算符合要求。但是, 本文计算表明, 对于普通电杆只要能满足强度要求就能满足裂缝宽度 和挠度要求, 即可以不进行裂缝宽度和挠度验算; 对于 预应力电杆只要能满足强度和抗裂度要求, 一般也能 满足挠度要求, 即可以不进行挠度验算。国标中没有规 定电杆的壁厚, 通常根据经验或计算确定, 一般 为 40mm、45mm、50mm 和 55mm 等几种, 且随梢径的增 大, 壁厚加大。但对于大弯矩电杆, 其壁厚要选用多大 呢? 本文分别依据新、旧规范对电杆进行对比设计计算 及探讨。 1 环形钢筋混凝土电杆设计计算 sinπα+sinπαt Nηe ≤f A( r +r ) sinπα+f A r i cm 1 2 2π y s s π αt =1- 1.5α 令 N=0, Nηei 以 M 代替可得 fy As α= fcm A+2.5fy As A r1 +r2 sinπα+sinπαt sinπα M=f +fy As rs cm 2 π π 考虑结构重要性及荷载分项系数后, 可得开裂检 M 验弯矩设计值: Mμ= γ0 γs 式中, N — 轴向力设计值, N; M — 弯矩设计值, N·mm; Mμ — 开裂检验弯矩设计值( N·mm), 要满足 Mμ ≥Mk, 其中 Mk 为电杆标准给定的开裂检验弯矩; γ0 — 结构重要性系数, 因电杆属于重要结构, 按 规范取 γ0=1.1; γs — 荷载分项系数, 对于电杆按规范并不明确, 笔者认为取 γs =1.3 为宜; α— 受压区混凝土截面面积与全截面面积的比 值; αt — 受拉纵向钢筋截面面积与全部纵向钢筋截 面面积的比值, 当 α2/3 时, 取 αt=0; A — 电杆截面面积, mm2; 因普通锥形电杆需分段阶梯布筋, 本文仅计算埋 深处即最大弯矩处的配筋, 且构造要求符合各截面钢 筋根数均不少于 6 根等规范及电杆标准要求。 1.1 正截面受弯强度计算 根据规范 GBJ10—89, 环形截面受弯构件的正截 面受弯承载力可按下列公式计算: N≤af cm A+(a- at) fy As As — 全部纵向普通钢筋的截面面积, mm ; r1、r2 — 环形截面的内、外半径, mm; 2 rs — 纵向普通钢筋 ( 其保护层本文取15mm) 重 心所在圆周的半径, mm; fy — 普通钢筋抗拉强度设计值, N/mm2 ; 纪爱民电杆结构设计计算与探讨fcm — 混凝土弯曲抗压强度设计值, N/mm2。根据新规范 GB50010—2002 , 取消了混凝土弯曲 抗压强度设计值 fcm,