声屏障结构抗风压计算书

104国道良渚段（阳光天际）声屏障结构设计计算书淮安跃升环保工程有限公司2015年4月5日一、概述浙江南都置业阳光天际位于杭州市余杭区良渚镇104国道旁。该路段东向西为上坡，大型重型货车在行驶该路段时，其噪声能达到93-95dB（A）。虽然路边有一定的乔木绿化，但是目前其吸收、阻挡的声能量十分有限，特别在夜间重型大车较多，噪声很大。周围小区居民根本无法正常休息。根据现场勘察、监测，两个设计方案分别是坡基设置4.5米与13米高度声屏障2种方案，我们对13米高声屏障进行了抗风压验算。二、声屏障结构设计要点1.吸隔声屏障高出地面共13米，分两段，上段为10米高的钢结构加吸隔声板，下段为砼结构加砖砌体。2.声屏障基础沿纵向在距地面10cm处设200mm×200mm防洪洞排水，洞间距为3米。3.上段钢结构采用热轧H型钢（GB/T11263--1998），HM300×200×8×12。4.下段砼柱用C25砼，柱截面尺寸为600×800。5.基础采用条形基础，要求地面耐力大于90Kpa，砼标号C25,钢筋保护层为50，回填土要求夯实，确保有效抗倾覆力的发挥。6.钢柱与下端砼柱必须有效连接，即保证螺栓的锚固能力，钢柱与预埋件之间焊接可靠。7.填充墙必须与柱子拉接筋有效连接，拉接筋为2φ6间隔400，长500。注：未注单位的数值后，单位为mm。三、验算过程1.由于上部结构很轻,此部分竖向力即中视为零,作为有利条件:ΣN=0.2.风荷载取杭州地区百年一遇值0.5KN/m2或50kg/m2，即q0=50kg/m2，NQMq图1整体受力分析体型系数为1.3；高度变化系数为1.17，则q1=1.3×1.17×0.5=0.76KN/m2=76.05kg/m2，则q=0.76×2.5=1.9KN/m.3.立柱底部预埋螺杆抗拉强度验算R拉qk=1.9KN/m图2立柱受力分析如图2所示，取风压设计值Wk=0.76KN/m2，转化为线荷载qk=1.9KN/m，按悬臂梁则有：Mmax=ql2/2=1.9×10.32/2=100.8KN·m，R拉=Mmax/0.4=252KN，假设由最右边3根M30×1000预埋螺栓承担，则每根受力为84KN。实际上，中间2根M30也要受力，也即实际受力要比84KN/根要小。但即使按照84KN/根计，M30×500化学锚栓抗拉、抗剪都在100KN以上，更何况是M30×1000预埋螺杆。4.H型钢立柱强度验算H型钢300×200×8×12×12（Q235）：Ix=11400×104mm4，Wx=779×103mm3，根部：σmax=Mmax/Wx=100.8×103×103/(779×103)=129.4N/mm2≤205N/mm2，满足。5.抗倾覆验算Q=q×12=2280=2.28tQΣW6米6米3米RK≤1.3K0W1（自重墙）=0.5×2=1.0t/mW2（砼墙）=2.5×2.22=5.55t/mW3（土体自重）=6×2=12t/mΣw0=18.55t，ΣW=18.55×2.5=46.4t1.3×倾覆力矩=2.28×1.3×9=26.7抗倾覆力矩=46.4×1.5=69.6＞26.7即声屏障基础稳定性较好。良渚-探梅里Ⅱ、Ⅲ期施工场地噪声治理工程一、设计要点1、良渚-探梅里Ⅱ、Ⅲ期施工场地噪声治理工程的声屏障安装在地表面，设计风荷载的取值不考虑高度变化的影响；初步设计的声屏障总高为6m，长度约300m，结构设计以6m来进行抗风压强度计算。2、屏障主体支撑结构为钢结构，与混凝土基础之间的结合方式为化学螺栓+连接板3、所有焊接点加强其防锈防腐处理措施二、声屏障主结构受力计算1、设计依据依据浙江省基本风压分区表，杭州市50年一遇基本风压为0.45KN/m2。项目所在地所属地面粗糙地类别为B类，高度6m，故μz取值1.00风荷载体型系数取值+1.30屏障高度6m，且高宽比约为0.02，故可不考虑风振系数βz，即取βz=1.002、风荷载取值W0=0.45KN/m2（50年一遇基本风压）μz=1.00（风压高度变化系数）μs=1.30（风荷载体型系数）则有Wk=βz*μz*μs*W0=1.00*1.30*1.00*0.45=0.585kN/m23、单跨构架自重计算岩棉板：约8kg/m2*10m2=80kg钢结构：248.1kg+12.56kg=260.66kg人工草皮：约3kg/m2*10m2=30kg固定在围墙上的木龙骨及固定在木龙骨上的人工草皮因贡献值极小，不计算在内单跨构架本体总重：80+260.66+30=370.66kg单跨构架面密度：370.66kg/15m2=24.7kg/m2=0.247kN/m2则每沿米线荷载：0.247×6=1.482kN/m三、计算单元1、计算简图声屏障计算单元及模型简图如图1所示：为了计算方便，对声屏障计算单元进行简化，原有2根125*125*6*8H型钢立柱，计算单根立柱的力学量，若达到要求，则2根桁架连接的立柱必定达到要求。图1声屏障计算单元简图2、所需构件参数表1M16*190化学锚栓参数规格设计拉力破坏拉力M1628.9kN70.9kN图2125*125*6*8H型钢参数3、抗弯校核挠度ƒA=ql4/8EIq——均布可变荷载，取值0.585kN/m2l——计算跨度，取值6.00mE——弹性模量，取值172Gpa（172~202）I——截面惯性矩，取值260.61cm4则挠度ƒA=0.21立柱H=6.00m，挠度限值为200，则单根H型钢的挠度满足要求。4、声屏障固定结构计算（1）底部螺栓强度校核要保证屏障立柱与混凝土基础之间的连接有足够的安全度，则要求植筋的锚固长度≥40d，或者抗拔拉力≥40kN。M16*190化学锚栓的设计拉力为28.9kN，单根H型钢立柱考虑同侧2根锚栓同时工作，则化学锚栓的抗拔拉力为28.9*2=57.8kN＞40kN。满足要求