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雕塑风荷载及基础计算

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不锈钢作品风荷载及基础计算一、概况不锈钢雕塑外观为镂空三角形，高度8米，宽度16米，厚度0.75米，置于建筑之间的广场上。

拟在其底部设置独立基础。

三角形的断面为750mm ×1500mm ×5的不锈钢箱型截面。

详见建筑图纸。

立面图 剖面图二、设计依据及荷载取值1．依据规范《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001） 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002） 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑结构可靠度统一设计标准》(GB50068-2001) 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002） 甲方提供的系列工程技术资料2. 作用在基础顶部的竖向荷载（自重G 及活荷载Q ）：取不锈钢密度为80kN/m 3，则G =(0.75+2)×2×0.005×27×80=59.4 kN Q = 0.5×16×0.75 = 6 kN3. 作用在基础顶部的水平荷载（风荷载F ）：取风压值为2.0kN/m 2，迎风面积为AA =0.5×(16×8) – 10= 54 m 2F =2.0×54 = 108 kN4. 作用在基础顶部的弯矩M ：M = F ×h=108×8×2÷3 =576 kNm三、基础设计基本参数1. 基础类型：锥型柱基 计算形式：验算截面尺寸迎风面基础宽度3600mm ，另一方向长度4400 mm 。

如下图|Å3600mm Æ||Å4400mm Æ|立面剖面平面示意图 剖面示意图2．几何参数： 已知尺寸： B 1 = 2200 mm, A 1 = 1800 mmH 1 = 500 mm,H 2 = 450 mmB =750 mm, A =750 mm 无偏心： B 2 = 2200 mm,A 2 = 1800 mm基础埋深d = 2.80 m钢筋合力重心到板底距离a s = 80 mm3．荷载计算： (1)作用在基础顶部的标准值荷载 F gk = 60.00 kN F qk = 6.00 kN M gxk = 0.00 kN·m M qxk = 0.00 kN·m M gyk = 0.00 kN·m M qyk = 576.00 kN·m V gxk = 108.00 kNV qxk = 0.00 kNV gyk = 0.00 kNV qyk = 0.00 kN(2)作用在基础底部的弯矩标准值M xk = M gxk ＋M qxk = 0.00＋0.00 = 0.00 kN ·mM yk = M gyk ＋M qyk = 0.00＋576.00 = 576.00 kN ·mV xk = V gxk＋V qxk = 108.00＋0.00 = 108.00 kN·mV yk = V gyk＋V qyk = 0.00＋0.00 = 0.00 kN·m绕X轴弯矩: M0xk = M xk－V yk·(H1＋H2) = 0.00－0.00×0.95 = 0.00 kN·m绕Y轴弯矩: M0yk = M yk＋V xk·(H1＋H2) = 576.00＋108.00×0.95 = 678.60 kN·m(3)作用在基础顶部的基本组合荷载不变荷载分项系数r g = 1.20 活荷载分项系数r q = 1.40F = r g·F gk＋r q·F qk = 80.40 kNM x = r g·M gxk＋r q·M qxk = 0.00 kN·mM y = r g·M gyk＋r q·M qyk = 806.40 kN·mV x = r g·V gxk＋r q·V qxk = 129.60 kNV y = r g·V gyk＋r q·V qyk = 0.00 kN(4)作用在基础底部的弯矩设计值绕X轴弯矩: M0x = M x－V y·(H1＋H2) = 0.00－0.00×0.95 = 0.00 kN·m绕Y轴弯矩: M0y = M y＋V x·(H1＋H2) = 806.40＋129.60×0.95 = 929.52 kN·m4．材料信息：混凝土： C30 钢筋： HRB335(20MnSi)5．基础几何特性：底面积：S = (A1＋A2)(B1＋B2) = 3.60×4.40 = 15.84 m2绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×4.40×3.602 = 9.50 m3绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×3.60×4.402 = 11.62 m3四、底板反力1．轴心荷载作用下底板反力计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算：(5.2.2－1)p k = (F k＋G k)/AF k = F gk＋F qk = 60.00＋6.00 = 66.00 kNG k = 20S·d = 20×15.84×2.80 = 887.04 kNp k = (F k＋G k)/S = (66.00＋887.04)/15.84 = 60.17 kPa ≤f a，满足要求。

2．偏心荷载作用下底板反力计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算：当e≤b/6时，p kmax = (F k＋G k)/A＋M k/W(5.2.2－2)p kmin = (F k＋G k)/A－M k/W(5.2.2－3)X方向:偏心距e xk = M0yk/(F k＋G k) = 678.60/(66.00＋887.04) = 0.71 me = e xk = 0.71 m ≤ (B1＋B2)/6 = 4.40/6 = 0.73 mp kmaxX = (F k＋G k)/S＋M0yk/W y=(66.00＋887.04)/15.84＋678.60/11.62 = 118.59 kPap kminX = (F k＋G k)/S - M0yk/W y=(66.00＋887.04)/15.84 - 678.60/11.62 = 118.59 kPa≥0 kPa根据反力计算结构，基础对底板的平均压力为60.17 kN/m2，最大压力118.59kN/m2，最小压力1.77kN/m2。

最小压力为正，满足结构抗倾覆要求。

五、基础承载力验算1．基础抗冲切验算计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算：F l≤ 0.7·βhp·f t·a m·h0 (8.2.7－1)F l = p j·A l (8.2.7－3)a m = (a t＋a b)/2 (8.2.7－2)p jmax,x = F/S＋M0y/W y = 80.40/15.84＋929.52/11.62 = 85.10 kPap jmin,x = F/S－M0y/W y = 80.40/15.84－929.52/11.62≤0, p jmin.x = 0.00 kPap jmax,y = F/S＋M0x/W x = 80.40/15.84＋0.00/9.50 = 5.08 kPap jmin,y = F/S－M0x/W x = 80.40/15.84－0.00/9.50 = 5.08 kPap j = p jmax,x＋p jmax,y－F/S = 85.10＋5.08－5.08 = 85.10 kPa(1)柱对基础的冲切验算：H0 = H1＋H2－a s = 0.50＋0.45－0.08 = 0.87 mX方向：A lx = 1/2·(A1＋A2)(B1＋B2－B－2H0)－1/4·(A1＋A2－A－2H0)2= (1/2)×3.60×(4.40－0.75－2×0.87)－(1/4)×(3.60－0.75－2×0.87)2 =3.13 m2F lx = p j·A lx = 85.10×3.13 = 266.35 kNa b = min{A＋2H0, A1＋A2} = min{0.75＋2×0.87, 3.60} = 2.49 ma mx = (a t＋a b)/2 = (A＋a b)/2 = (0.75＋2.49)/2 = 1.62 mFlx ≤ 0.7·βhp·f t·a mx·H0 = 0.7×0.99×1430.00×1.620×0.870=1393.17kN，满足要求。

Y方向：A ly = 1/4·(2B＋2H0＋A1＋A2－A)(A1＋A2－A－2H0)= (1/4)×(2×0.75＋2×0.87＋3.60－0.75)(3.60－0.75－2×0.87) =1.69 m2F ly = p j·A ly = 85.10×1.69 = 143.81 kNa b = min{B＋2H0, B1＋B2} = min{0.75＋2×0.87, 4.40} = 2.49 ma my = (a t＋a b)/2 = (B＋a b)/2 = (0.75＋2.49)/2 = 1.62 mFly ≤ 0.7·βhp·f t·a my·H0 = 0.7×0.99×1430.00×1.620×0.870=1393.17kN，满足要求。

2．基础受压验算计算公式：《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）F l≤ 1.35·βc·βl·f c·A ln (7.8.1-1)局部荷载设计值：F l = 80.40 kN混凝土局部受压面积：A ln = A l = B×A = 0.75×0.75 = 0.56 m2混凝土受压时计算底面积：A b = min{B＋2A, B1＋B2}×min{3A, A1＋A2} = 5.06 m2混凝土受压时强度提高系数：βl = sq.(A b/A l) = sq.(5.06/0.56) = 3.001.35βc·βl·f c·A ln=1.35×1.00×3.00×14300.00×0.56= 32577.19 kN ≥ F l = 80.40 kN ，满足要求。

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风荷载计算办法与步骤

风荷载计算办法与步骤

12风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

2.1风向垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（基本风压50年一遇³，单位为kN/m2。

也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

2.2.32.2.4风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

2.2.6风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面；（5）未述事项详见相应规范。

2）群体风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于米且高宽比的房屋，以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

且可忽略扭转的可按下式计算：○1g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下：○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下：为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；为地面粗糙修正系数，取值如下：可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用下列公式近似计算：○3脉动风荷载的背景分量因子，对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑，计算方法如下：、为系数，按下表取值：为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度≤2H，H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤一、引言风荷载计算是工程设计中非常重要的一项内容，它涉及到建筑物、桥梁、塔吊等工程设施的稳定性和安全性。

本文将介绍风荷载计算的步骤，帮助读者了解风荷载计算的基本原理和方法。

二、确定设计风速风荷载计算的第一步是确定设计风速。

设计风速是指在设计寿命期间内，某一特定地点上的平均风速。

确定设计风速需要参考相关的气象数据和规范，考虑地理位置、地形特征、气象条件等因素，以确保计算结果的准确性。

三、选择风压系数在进行风荷载计算时，需根据建筑物或结构物的形状和尺寸选择相应的风压系数。

风压系数是指单位面积上的风压力与动压的比值。

常用的风压系数有平面、曲面、圆柱体等，根据具体情况选择合适的系数进行计算。

四、计算风荷载根据确定的设计风速和选择的风压系数，可以计算出风荷载。

风荷载是指风对建筑物或结构物表面的作用力。

根据风压系数和结构物的投影面积，可以得到单位面积上的风荷载。

根据结构物的形状和布置，将单位面积上的风荷载乘以相应的面积，即可得到整体的风荷载。

五、设计风荷载分析在计算得到整体的风荷载后，需要进行设计风荷载分析。

设计风荷载分析是指根据风荷载的大小和方向，对建筑物或结构物进行稳定性分析。

通过分析结构物的受力情况，确定结构物的抗风能力是否满足设计要求，若不满足，则需要采取相应的加固措施。

六、风荷载施加位置确定在设计风荷载分析中，还需要确定风荷载施加的位置。

不同的建筑物或结构物在受风荷载时，其受力情况会有所不同。

通过施加风荷载的位置，可以进一步分析结构物的受力分布和变形情况，为设计提供依据。

七、风荷载计算结果验证在完成风荷载计算后，还需要对计算结果进行验证。

验证的目的是确定计算结果的准确性和合理性。

可以通过对已建成的建筑物或结构物进行实测，与计算结果进行对比，以验证计算方法的正确性。

若验证结果与计算结果相符，则说明风荷载计算是可靠的。

八、风荷载计算结果应用根据风荷载计算的结果，可以进行工程设计和施工。

根据计算结果确定结构物的尺寸、材料和施工方法，以确保结构物的稳定性和安全性。

风荷载计算方法与步骤

风荷载计算方法与步骤

1风荷载当空气的流动遇到建筑物的阻挡时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑构造所受风荷载的大小与建筑地址的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑构造自振特征、体型、平面尺寸、表面情况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（KN/m2）按下式计算：风荷载标准值（ kN/m 2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压基本风压按当地空阔平展地面上 10 米高度处 10 分钟均匀的风速观察数据，经概率统计得出 50 年一遇的最大值确立的风速 v0(m/s)，再考虑相应的空气密度经过计算确立数值大小。

按公式确立数值大小，但不得小于2，此中的单位为t/m 3，单位为kN/m 2。

也能够用公式计算基本风压的数值，也不得小于。

风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗拙程度也是不同样的。

规范以 B 类地面粗拙程度作为标准地貌，给出计算公式。

粗拙度类型A B C D300350450500场所确立以后上式前两项为常数，于是计算时变为下式：风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比__D_Dd___（ 4）V 形、 Y 形、 L 形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比/____/__D_D（5）未述事项详见相应规范。

2）集体风压体形系数详见规范规程。

3）局部风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、露台等水平构件计算局部上调风荷载时，不宜小于。

未述事项详见相应规范规程。

风振系数关于高度 H 大于 30 米且高宽比的房子，以及自振周期种高耸构造都应当考虑脉动风压对构造发生顺向风振的影响。

（关于高度的各H 大于30 米、高宽比且可忽视扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。

）构造在 Z 高度处的风振系数可按下式计算：○g 为峰值因子，去；为 10 米高度名义湍流强度，取值以下：1粗拙度类型A B C D○R 为脉动风荷载的共振重量因子，计算方法以下：2为构造阻尼比，对钢筋混凝土及砌体构造可取为地面粗拙修正系数，取值以下：粗拙度类型A B C D为构造第一阶自振频次（Hz）；高层建筑的基本自振周期能够由构造动力学计算确立，关于较规则的高层建筑也可采纳以下公式近似计算：钢构造钢筋混凝土框架构造钢筋混凝土框架 -剪力墙和框架 -核心筒构造钢筋混凝土剪力墙构造和筒中筒构造或钢筋混凝土框架和框剪构造钢筋混凝土剪力墙构造n 为构造层数， H 为构造总高度（ m），B 为房子宽度（ m）。

风荷载计算方法与步骤

风荷载计算方法与步骤

欢迎共阅1 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（KN/m2）按下式计算：1.1.1基本风压按当地空旷平坦地面上50年一遇按公式 其中的单位为，kN/m 2。

也可以用公式1.1.2 风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规范以粗糙度类别场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式：1.1.3风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面（5）未述事项详见相应规范。

23檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于1.1.4米且高宽比的房屋，以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

且可忽略扭转的结构在高度处的风振系数○1g为○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下：为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；为地面粗糙修正系数，取值如下：为结构第一阶自振频率（Hz）；高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用），B为房屋宽度（m）。

○3对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑，、为系数，按下表取值：为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。

为脉动风荷载水平、竖直方向相关系数，分别按下式计算:B。